Вперше Джастін Тімберлейк з'явився на телевізійному проекті «Star Search», але популярність прийшла до нього лише після участі в шоу «Клуб Міккі Мауса», де він познайомився з Крістіною Агілерою і своєю майбутньою нареченою – Брітні Спірс. Після закінчення шоу в 1995 році Джастін Тімберлейк спільно з Джейсі Чейсезом організовує групу «N Sync». Колектив проіснував недовго, але став неймовірно популярним. У травні 1997 року дебютний альбом гурту розійшовся більш ніж 11-мільйонним тиражем, і незабаром «N Sync» здобула три нагороди на церемонії вручення MTV Video Music Awards. У 2002 році Джастін Тімберлейк розпочав сольну кар'єру і випустив свій перший альбом «Justified», який згодом приніс йому дві премії «Греммі».
У 2003 році відбувся скандально відомий виступ Тімберлейка з Джанет Джексон, під час якого артист на очах у багатомільйонної аудиторії зірвав з неї топ, що прикриває груди. Розставання з Брітні Спірс, а також скандал та пильну увагу преси змусили Тімберлейка зробити невелику перерву у кар'єрі. Повернення Джастіна на сцену стало справді тріумфальним. Після творчої співпраці з реперами Snoop Dogg та Nelly, він випускає свій другий альбом «FutureSex/LoveSounds, який записує з модним хіп-хоп продюсером та автором пісень Тімбалендом. Диск став одним з найпопулярніших релізів року, а композиції «Sexy back», «My Love» та «What Goes Around» потрапили на перші рядки Billboard Hot 100.
Успіх у музичній кар'єрі змусив Тімберлейка на якийсь час забути про акторську кар'єру, і тому в 2005 році він вирішує повернутися до кіно, знявшись у фільмі "Едісон", в якому також брали участь Морган Фріман, Кевін Спейсі та Ел Ел Кул Джей. Через п'ять років на екрани вийшла оскароносна картина "Соціальна мережа", в якій Джастін зіграв головну роль Шона Паркера. 2011 року ознаменувався виходом одразу трьох фільмів за участю Джастіна, серед яких &lquo;Дуже погана училка», романтична комедія «Секс з дружби» і фантастичний бойовик «Час». Джастін Тімберлейк також озвучив юного Короля Артура у мультфільмі «Шрек-3» та ведмежа Бу-Бу у фільмі «Ведмідь Йоги».
У різний час Джастін Тімберлейк зустрічався з Брітні Спірс, Камерон Діас, Крістіною Агілерою, Алісою Мілано, Еммою Бантон. У 2012 році співак одружився з актрисою Джесікою Біл. У квітні 2015 року у пари народився син Сайлас Рендалл Тімберлейк.