Впервые Джастин Тимберлейк появился на телевизионном проекте «Star Search», но популярность пришла к нему лишь после участия в шоу «Клуб Микки Мауса», где он познакомился с Кристиной Агилерой и своей будущей невестой – Бритни Спирс. После окончания шоу в 1995 году Джастин Тимберлейк совместно с Джейси Чейсезом организовывает группу «N Sync». Коллектив просуществовал недолго, но стал невероятно популярным. В мае 1997 году дебютный альбом группы разошелся более чем 11-миллионным тиражом, и вскоре «N Sync» получила три награды на церемонии вручения MTV Video Music Awards. В 2002 году Джастин Тимберлейк начал сольную карьеру и выпустил свой первый альбом «Justified», который впоследствии принес ему две премии «Грэмми».
В 2003 году состоялось скандально известное выступление Тимберлейка с Джанет Джексон, во время которого артист на глазах у многомиллионной аудитории сорвал с нее топ, прикрывающий грудь. Расставание с Бритни Спирс, а также скандал и пристальное внимание прессы заставили Тимберлейка сделать небольшой перерыв в карьере. Возвращение Джастина на сцену стало поистине триумфальным. После творческого сотрудничества с рэперами Snoop Dogg и Nelly, он выпускает свой второй альбом «FutureSex/LoveSounds, который записывает с модным хип-хоп продюсером и автором песен Тимбалэндом. Диск стал одним из самых популярных релизов года, а композиции «Sexy back», «My Love» и «What Goes Around» попали на первые строчки Billboard Hot 100.
Успех в музыкальной карьере заставил Тимберлейка на время забыть об актерской карьере, и потому в 2005 году он решает вернутся к кино, снявшись в фильме «Эдисон», в котором также принимали участие Морган Фриман, Кевин Спейси и ЭлЭл Кул Джей. Спустя пять лет на экраны вышла оскароносная картина «Социальная сеть», в которой Джастин сыграл главную роль Шона Паркера. 2011 года ознаменовался выходом сразу трех фильмов с участием Джастина, среди которых «Очень плохая училка», романтическая комедия «Секс по дружбе» и фантастический боевик «Время». Джастин Тимберлейк также озвучил юного Короля Артура в мультфильме «Шрек-3» и медвежонка Бу-Бу в фильме «Медведь Йоги».
В разное время Джастин Тимберлейк встречался с Бритни Спирс, Камерон Диас, Кристиной Агилерой, Алисой Милано, Эммой Бантон. В 2012 году певец женился на актрисе Джессике Бил. В апреле 2015 года у пары родился сын Сайлас Рэндалл Тимберлейк.