proveniente da una famiglia di attori e registi, ha giocato a rugby per la nazionale spagnola e ha studiato pittura, prima di decidere una carriera cinematografica. Fino ad allora, ha avuto solo una piccola partecipazione al cinema: all’età di undici anni, ha recitato al fianco di sua madre, Pilar Bardem.
ha studiato all’Estudio Juan Carlos Corazza per l’attore.
nel 1994 ha vinto il Premio Fotogramma de Prata come Miglior attore al Festival di San Sebastián e il premio Fernando Rey per la migliore interpretazione, per días contadini. Nel 1995 e nel 1996 ha vinto il Premio Goya. Nel 1997 è stato scelto come Miglior attore del cinema europeo per la sua interpretazione in Carne trémula di Pedro Almodóvar.
per la sua interpretazione in Before Night Falls, in cui vive il ruolo del poeta cubano Reynaldo Arenas, discriminato e perseguitato per essere omosessuale, riceve il premio come Miglior Attore alla Mostra del Cinema di Venezia. Con questo film vince la proiezione internazionale e diventa il primo spagnolo nominato per l’Oscar come miglior attore.
ha recitato nel film d’esordio alla regia di John Malkovich, The Dancer Upstairs (2002), che racconta la storia della cattura di Abimael Guzmán, leader del gruppo guerrigliero Sendero Luminoso del Perù.
nel 2003 ha vinto di nuovo il premio Goya per il suo ruolo in Los lunes al sol. Alla cerimonia di premiazione, fa una protesta contro l’invasione dell’Iraq da parte degli Stati Uniti. No ano seguinte, veneu novamente no Festival de Veneza por seu complexo papel em Mar adentro. In questo film, Bardem interpreta una persona reale, il tetraplegico Ramón Sampedro che inizia i nostri tribunali spagnoli con una battaglia legale subito dopo essersi suicidato. Nel 2005 è stato membro della giuria al Festival di Cannes.
Nell’anno di lancio dei fantasmi di Goya, 2006, accanto a Natalie Portman, Bardem esteve envolvido em vários projetos. Nel 2007 è apparso in Love in the Time of Colera, tratto da un romanzo di Gabriel García Márquez, interpretando Florentino Ariza, figlio di Tránsito Ariza, vissuto dalla brasiliana Fernanda Montenegro.
nel 2008, ha ricevuto l’Oscar nella categoria Miglior attore non protagonista per il suo ruolo nel film No Country For Old Men, diventando il primo attore spagnolo a ricevere questo premio. Nel 2010, ha vinto il premio come miglior attore al Festival di Cannes per la sua interpretazione nel film messicano Biutiful. Il premio è stato condiviso con l’attore italiano Elio Germano, che ha recitato in La Nuova Vita.
nel luglio 2010, Bardem ha sposato l’attrice Penélope Cruz, che aveva frequentato per tre anni, alle Bahamas.
il 25 gennaio 2011, Javier Bardem ha ricevuto la sua seconda nomination all’Oscar come miglior attore, questa volta per Biutiful, recitando in spagnolo, la sua lingua madre.
nell’ottobre 2011, ha annunciato sulla rete televisiva ABC che avrebbe recitato nel prossimo film di James Bond, Skyfall.
il 9 novembre 2012, l’attore ha vinto una stella sulla Hollywood Walk of Fame, posta proprio accanto a sua moglie, anche l’attrice Penélope Cruz.