Jego rodzicami są Lynn Harless i Randy Timberlake. Karierę rozpoczął w wieku jedenastu lat w Klubie Myszki Miki, gdzie poznał m.in. Britney Spears, Christinę Aguilerę i JC Chasez'a, z którym i razem z innymi kolegami w wieku czternastu lat założył boysband o nazwie 'N Sync. Nazwa wzięła się od ostatnich liter imion członków zespołu. Po siedmiu latach wspólnej kariery i trzech wydanych albumach, zdecydował się na karierę solową. Jego debiutancki album nosi nazwę Justified i znajdują się na nim takie hity jak "Cry Me a River" czy "Like I Love You". W 2006 roku ukazała się druga solowa płyta Justina o nazwie FutureSex/LoveSounds, na której gościli m.in. Timbaland, T.I. i will.i.am. Rok później Justin razem z przyjacielem Tracem Ayalą założył linię ubrań William Rast i restaurację o nazwie Southern Hospitality.

Poprowadził galę MTV Europe Music Awards 2006, podczas której był nominowany w dwóch kategoriach i za obydwie zdobył statuetki – pierwszą dla najlepszego wokalisty, drugą dla najlepszego wykonawcy popowego. W 2007 roku zdobył dwie nagrody na MTV Video Music Awards 2007.

W roku 2007 założył własną wytwórnię płytową Tennman Records. Nazwa wzięła się z rodzinnego stanu Justina, Tennessee.