Adrien Brody a magyar származású fotográfus Sylvia Plachy és Elliot Brody történelemprofesszor egyetlen gyermekeként látta meg a napvilágot New York Queens negyedében.
Gyerekkorában rendszeresen elkísérte anyját a Village Voice hetilap fotózásaira, később úgy vélte, ennek köszönheti, hogy fesztelenül képes mozogni a kamerák előtt. Szülei még kisgyermekként színésztanfolyamokra íratták be, már szerepelt egy off-Broadway darabban és egy televíziós sorozatban is, mielőtt megkezdte középiskolai tanulmányait. Még kamaszként, 1989-ben debütált a filmvásznon Francis Ford Coppola New York-i történetek című filmjében.
A kilencvenes években olyan filmekben kapott szerepeket, mint a Hegyek ura, az Angyalok a pályán vagy a Szerelem utolsó vérig. Az 1996-os Önpusztítók című bűnügyi filmben Mickey Rourke és a rapper Tupac Shakur volt partnere, két évvel később a Restaurant című drámában nyújtott alakításáért Independent Spirit díjra jelölték. Ezt követte a Terrence Malick által rendezett Az őrület határán című háborús film és a Spike Lee nevével fémjelzett Egy sorozatgyilkos nyara. Bár alakításait elismerték a kritikusok, a várva várt áttörés elmaradt, pedig olyan filmekben láthatta a közönség, mint a Kenyér és rózsa, A felejtés virágai, az Örvény vagy A királyné nyakéke.
A fordulatot Roman Polanski felkérése hozta Brody életében, aki neki ajánlotta fel a második világháborút a varsói gettóban, bujkálva túlélő lengyel zsidó Wladyslaw Szpilman zongoraművész életét feldolgozó, 2002-ben bemutatott A zongorista című filmjének főszerepét.
A felkészülés alatt az amúgy is vékony testalkatú Brody csaknem 14 kilót fogyott, megtanult Chopint zongorázni és a nyolc hónapig tartó európai forgatás alatt teljesen elszakadt hollywoodi életétől.
Az akkor 29 éves Brody elsöprő színészi alakításáért elnyerte a legjobb férfi főszereplőnek járó Oscar-díjat, ezzel a mai napig ő a legfiatalabb, aki ebben a kategóriában megkapta az aranyszobrocskát. A díjátadó azért is emlékezetes, mert spontán örömkitörésként a pódiumra felszökkenve megcsókolta a trófeát átadó Halle Berryt. Brody az Oscar mellett a francia filmakadémia legrangosabb kitüntetését, a César-díjat is átvehette.
Sikeréhez hozzájárult családi emlékeinek és örökségének feldolgozása és felhasználása is.
A filmben hallható nyelvjárást lengyel zsidó nagymamájától tanulta, játékával apja emlékeit elevenítette fel, aki a holokauszt alatt elveszítette családtagjainak egy részét.
A karakter felépítésében zsidó származású anyja történeteire is támaszkodott, aki 15 évesen, az 1956-os forradalom után menekült el családjával a kommunista Magyarországról.
Később különböző műfajú filmekben vállalt szerepeket: értelmi sérült karakterként tűnt fel A falu (2003), háborús veteránként A fiók (2005) című horrorokban, majd a King Kong 2005-ös újragondolt filmváltozatában állt a kamera elé. 2008-ban a blues-zenét kiadó Chess lemezcéget létrehozó Leonard Chess életét feldolgozó Cadillac Records – Csillogó fekete lemezek című életrajzi drámában játszott főszerepet, 2010-ben Antal Nimród Ragadozók című sci-fi akciófilmjében tűnt fel, a 2011-es Éjfélkor Párizsban című Woody Allen-filmben Salvador Dalít játszotta hatalmas beleéléssel. 2015-ben A sas és a sárkány című történelmi kalandfilmben Tiberius római császárt alakította, 2022-ben a Szöszi és az Ecc, pecc ki lehetsz filmekben vállalt kisebb szerepet.
Rendeszeres visszatérője Wes Anderson filmjeinek, szerepelt az Utazás Darjeelingbe (2007) című filmben, A Grand Budapest Hotelben (2014), A Francia Kiadásban (2021), hangját kölcsönözte A fantasztikus Róka úr (2009) című animációs film mezei egerének, idén nyáron pedig a rendező Asteroid City című romantikus sci-fijében tűnik fel.
Előszeretettel vállal tévés munkákat is: 2014-ben a Houdini című kétrészes minisorozatban a híres szabadulóművész megformálásért, 2021-ben az Utódlás című sorozat epizódszerepéért is Emmy-díjra jelölték. A Borzalmak városa című Stephen King-könyvön alapuló tízrészes minisorozatnak, a Chapelwaite-nek (2021) nemcsak főszereplője, hanem producere is volt.
A 2017-ben a Locarnói Filmfesztivál Arany Leopárd-díját elnyerő színész az utóbbi években több művészeti ágban is sikerrel kipróbálta magát. Festőként 2015 óta van jelen az amerikai kortárs művészeti életben, több egyéni kiállítása is volt, emellett zenét is komponál, legutóbb 2021-es Clean című filmjéhez.
