lähtöisin näyttelijä-ja elokuvantekijäperheestä, hän pelasi rugbya Espanjan maajoukkueessa ja opiskeli maalausta, ennen kuin päätti elokuvaurasta. Siihen asti hänellä oli vain pieni osuus elokuvissa: yksitoistavuotiaana hän näytteli äitinsä Pilar Bardemin rinnalla.
opiskeli estudio Juan Carlos Corazzassa näyttelijäksi.
vuonna 1994 hän voitti San Sebastiánin festivaalilla Fotogramma de Prata-palkinnon parhaasta miespääosasta ja días contadosin Fernando Rey-palkinnon parhaasta roolisuorituksesta. Vuosina 1995 ja 1996 hän voitti Goya-palkinnon. Vuonna 1997 hänet valittiin eurooppalaisen elokuvan parhaaksi miesnäyttelijäksi roolisuorituksestaan Pedro Almodóvarin Carne trémulassa.
roolisuorituksestaan elokuvassa Before Night Falls, jossa hän elää homoseksuaalisuutensa vuoksi syrjityn ja vainotun kuubalaisen runoilijan Reynaldo Arenasin roolissa, hän saa Venetsian elokuvajuhlilla parhaan miespääosan palkinnon. Tämän elokuvan hän voitti kansainvälinen projektio ja tulee ensimmäinen espanjalainen ehdolla Oscar-palkinnon Paras miespääosa.
näytteli John Malkovichin esikoiselokuvassa yläkerran tanssija (2002), joka kertoo Perun Sendero Luminoso-sissiryhmän johtajan Abimael Guzmánin vangitsemisesta.
vuonna 2003 hän voitti jälleen Goya-palkinnon roolistaan elokuvassa ”Los lunes al sol”. Palkintoseremoniassa hän tekee protestin Yhdysvaltojen hyökkäystä Irakiin vastaan. No ano seguinte, veneu novamente no Festival de Veneza por seu complexo papel em Mar adentro. Tässä elokuvassa Bardem esittää oikeaa ihmistä, neliraajahalvaantunutta Ramón Sampedroa, joka aloittaa Espanjan oikeusistuimemme oikeustaistelulla heti itsemurhan tehtyään. Vuonna 2005 hän oli Cannesin elokuvajuhlien tuomariston jäsen.
Goya ’ s Ghostsin julkaisuvuonna 2006 Natalie Portmanin vierellä Bardem esteve envolvido em vários projetos. Tässä 2007 hän ilmestyi Love in the Time of kolera, perustuu romaani Gabriel García Márquez, pelaa Florentino Ariza, poika Tránsito Ariza, asui Brasilian Fernanda Montenegro.
vuonna 2008 hän sai Oscarin parhaan miessivuosan kategoriassa roolistaan elokuvassa ei maata vanhoille miehille, ollen ensimmäinen espanjalainen näyttelijä, joka on saanut tämän palkinnon. Vuonna 2010 hän voitti parhaan miespääosan palkinnon Cannesin elokuvajuhlilla roolisuorituksestaan meksikolaisessa elokuvassa Biutiful. Palkinto jaettiin italialaisnäyttelijä Elio Germanon kanssa, joka näytteli elokuvassa La Nuostra Vita.
heinäkuussa 2010 Bardem avioitui Bahamalla näyttelijä Penélope Cruzin kanssa, jonka kanssa oli seurustellut kolme vuotta.
25. tammikuuta 2011 Javier Bardem sai toisen Oscar-ehdokkuutensa parhaasta miespääosasta, tällä kertaa Biutifulista, näyttelemisestä äidinkielellään espanjaksi.
lokakuussa 2011 hän ilmoitti ABC-televisiokanavalla tähdittävänsä seuraavaa James Bond-elokuvaa, Skyfallia.
näyttelijä sai 9.marraskuuta 2012 tähden Hollywood Walk of Famelle, joka on sijoitettu aivan vaimonsa, niin ikään näyttelijä Penélope Cruzin viereen.