Garfield nasce a Los Angeles il 20 agosto 1983, figlio di madre inglese e padre statunitense. Vive in California fino all’età di tre anni, quando la sua famiglia si trasferisce in Inghilterra, nella regione del Surrey. Studia recitazione presso la prestigiosa Royal Central School of Speech and Drama di Londra, dove si diploma nel 2004.
Nello stesso anno vince il Men Theater Award per la sua performance nella commedia teatrale Kes. Nel 2007 interpreta uno studente universitario americano nel film Leoni per agnelli e vince il premio BAFTA per la sua interpretazione nel film Boy A. Nel 2008 appare nel film L’altra donna del re e nel 2009 interpreta Anton nel film Parnassus – L’uomo che voleva ingannare il diavolo. Il 2010 lo vede recitare nei film Non lasciarmi e The Social Network, dove interpreta Eduardo Saverin.
L’attore è stato scelto per il ruolo del protagonista Peter Parker nel reboot sull’Uomo Ragno The Amazing Spider-Man, diretto da Marc Webb e uscito nelle sale cinematografiche italiane il 4 luglio 2012; Garfield riprende il ruolo nel sequel, The Amazing Spider-Man 2 – Il potere di Electro (2014).
Il 24 gennaio 2017 riceve la candidatura all’Oscar al miglior attore per il ruolo di Desmond T. Doss nel film La battaglia di Hacksaw Ridge di Mel Gibson.
