Cresciuto nel quartiere Queens, si iscrive giovanissimo alla scuola d'Arte drammatica incoraggiato dalla madre, Sylvia Plachy, giornalista e fotografa ungherese figlia di un nobileungherese di religione cattolica e di un'ebreaceca, e dal padre Elliot Brody, professore statunitense figlio di immigrati polacchi di origine ebraica. È ancora molto giovane quando debutta, al fianco di Mary Tyler Moore, nella sit-com televisiva Annie McGuire.
Successivamente Brody interpreta i film Dummy (2003), The Singing Detective (2003), The Village (2004), The Jacket (2005) e King Kong (2005). Quest'ultimo si rivela un successo di critica e pubblico, arrivando ad incassare oltre 550 milioni di dollari e diventando uno dei film di maggior incasso dell'anno.[2][3]. Nel 2009 partecipa alle riprese di Giallo, diretto da Dario Argento. La pellicola subisce alcuni problemi produttivi e distributivi, e viene immessa sul mercato direttamente in home video nell'ottobre 2010. L'attore denuncia però la produzione per inadempienze contrattuali e lesione dei diritti d'immagine, chiedendo inoltre il blocco dell'uscita del film presso la Corte Federale della California[4]. Nello stesso anno, interpreta Royce, il protagonista del film horror fantascientifico Predators (2010), diretto da Nimród Antal.
Nel 2011 prende parte al film di Woody AllenMidnight in Paris, interpretando il ruolo di Salvador Dalí, pellicola che riceve la nomination come miglior cast ai seguenti premi: Screen Actors Guild Awards, Alliance of Women Film Journalists Awards, Chlotrudis Society for Independent Film Awards, Phoenix Film Critics Society Awards, San Diego Film Critics Society Awards.[1]. Nel 2016 e 2017 viene scelto dalla casa automobilistica Fiat come testimonial della 500X, per cui realizza uno spot diretto da Ago Panini[5]. Il 4 agosto 2017 riceve il premio Leopard Club Award al Locarno Festival, riconoscimento "che rende omaggio a una grande personalità del cinema che attraverso il suo lavoro è riuscita a segnare l’immaginario collettivo".
Nelle versioni in italiano delle opere in cui ha recitato, Adrien Brody è stato doppiato da:
Massimiliano Manfredi ne Il pianista, The Singing Detective, The Village, King Kong, Hollywoodland, Il treno per il Darjeeling, Manolete, Giallo (Enzo Avolfi), Splice, Peaky Blinders, Houdini, Chapelwaite, Omicidio nel West End, Blonde, Manodrome, Ghosted
Simone D'Andrea in Detachment - Il distacco, Third Person, Grand Budapest Hotel, Manhattan Night, Clean, The French Dispatch of the Liberty, Kansas Evening Sun, Winning Time - L'ascesa della dinastia dei Lakers, Asteroid City
Alberto Angrisano in La sottile linea rossa, Predators, Dragon Blade - La battaglia degli imperi, Backtrack