JUSTIN THEROUX è diventato famoso per la sua interpretazione di Adam Kesher in "Mulholland Drive" di David Lynch, con Naomi Watts e Laura Elena Harring.
Sta lavorando nella serie "The Leftovers" di HBO, creata da Damon Lindelof e Tom Perrotta. Lo show ha vinto nel 2016 un Peabody Award e Theroux ha ottenuto una candidatura ai Critics' Choice Television Award per la sua interpretazione di Kevin Garvey. Il Los Angeles Times ha definito quella di Theroux una delle "migliori performance televisive" e il sito Vulture lo ha messo al primo posto della classifica delle migliori interpretazioni per la TV del 2015. La serie è stata citata in molte pubblicazioni, fra le quali The New York Times, Variety, Time, Rolling Stone e Vulture, come uno dei migliori programmi del 2015. Ora è in produzione la terza e ultima stagione della serie che sarà trasmessa nel 2017.
Theroux è anche uno scrittore cinematografico di talento. Nel 2016 ha scritto la sceneggiatura di "Zoolander 2" con Ben Stiller e nel 2012 "Rock of Ages" di Adam Shankman per Warner Bros., con Tom Cruise, Alec Baldwin e Catherine Zeta-Jones. Theroux ha anche scritto "Iron Man 2" per Paramount Pictures e Marvel Studios, diretto da Jon Favreau e interpretato da Robert Downey, Jr., Gwyneth Paltrow, Mickey Rourke e Scarlett Johansson. Prima di "Iron Man 2", Theroux e Stiller hanno scritto e prodotto "Tropic Thunder" di DreamWorks, con Stiller, Downey, Jr., Jack Black, Nick Nolte e Matthew McConaughey.
Fra i suoi film ricordiamo poi "Inland Empire - L'impero della mente" di David Lynch; "Broken English" di Zoe Cassavetes; "Miami Vice" di Michael Mann; la commedia di successo di Stiller Zoolander; "Sua maestà" di David Gordon Green; "American Psycho" e "Ho sparato a Andy Warhol" di Mary Harron; "The Ten" di David Wain; "The Baxter" di Michael Showalter; "Strangers with Candy" di Paul Dinello; "Charlie's Angels - Più che mai" di McG's; "Duplex - Un appartamento per tre" di Danny DeVito; "Il club dei cuori infranti" di Greg Berlanti e "Romy & Michelle" di David Mirkin.
Nel 2007 Theroux ha debuttato nella regia con "Dedication", premiato al Sundance Film Festival e distribuito da Weinstein Company, sviluppato da Theroux da una sceneggiatura di David Bromberg, con Billy Crudup, Mandy Moore, Tom Wilkinson e Bob Balaban.
Per la televisione, Theroux ha interpretato John Hancock nella premiata miniserie di HBO "John Adams", con Paul Giamatti, Laura Linney e Wilkinson. È stato ospite con Amy Poehler di "Parks e Recreation", è un personaggio ricorrente nell'apprezzata serie di HBO "Six Feet Under" ed è apparso anche in "Alias", "Sex and the City", "Spin City" e "Ally McBeal".
Theroux ha iniziato la sua carriera di attore in teatro a New York, dove ha lavorato con lo scomparso Philip Seymour Hoffman in "Shopping and Fucking", cui ha fatto seguito "The Three Sisters", con Calista Flockhart, Crudup, Jeanne Tripplehorn e Lili Taylor, e "Observe the Sons of Ulster Marching Towards the Somme" di Frank McGuinness, un disamina sul desidero collettivo di onorare il proprio paese. Per questa interpretazione, Theroux ha ottenuto una nomination al Lucille Lortel Award come miglior attore.