Narodil se 14. dubna 1973 v newyorském Queensu. Jeho matka je fotografka maďarského původu a otec Elliot Brody profesor historie polsko-židovského původu. Už jako dítě bavil své kamarády kouzly s přezdívkou Úžasný Adrien.

Navštěvoval prestižní newyorskou uměleckou střední školu Fiorello H. LaGuardia High School of Music & Art and Performing Arts. Rodiče ho zapsali na hodiny herectví, aby ho odtrhli od "nebezpečných vrstevníků", se kterými se setkával.

V roce 1992 se vážně zranil při nehodě na motorce - přeletěl přes auto a dopadl na nohy na chodník. Ze zranění se léčil několik měsíců. Ve studiu herectví pokračoval na Americké akademii dramatických umění. Během studií se představil v několika malých divadelních a televizních rolích, ale později se rozhodl odejít z New Yorku, aby se pokusil dosáhnout uznání v Hollywoodu.

Po několika nevýrazných úkolech a filmech se v roce 1998 představil ve snímku Terrence Malicka Tenká červená čára a o rok později v Krvavého létě v New Yorku Spikea Leeho.

Po filmech Bez dechu (1999), Harrisonovy květy (2000) a Aféra s náhrdelníkem (2001) přišla pravděpodobně jeho největší šance v podobě nabídky od režiséra Romana Polanského.

V roce 2002 se Adrien představil v hlavní roli jeho filmu Pianista, za kterou dostal Oscara v kategorii Nejlepší mužský herecký výkon v hlavní roli. Díky přesvědčivému ztělesnění člověka, který prošel peklem, když se během druhé světové války v Polsku skrýval před nacisty, se 23. března 2003 ve věku 29 let a 343 dní stal nejmladším hercem v historii, který získal tuto prestižní Zlatou sošku za hlavní roli.

Zároveň je jediným hercem, který získal Oscara v hlavní herecké kategorii, když ho nominovali současně se čtyřmi předchozími držiteli této ceny. Uspěl ve výjimečné konkurenci, kterou mu byli Nicolas Cage (za dvojroli - Charlieho a Donalda Kaufmanovcov ve snímku Adaptace), Michael Caine (Thomas Fowler v Tichém Američanovi), Daniel Day-Lewis (Bill 'The Butcher' Cutting v Ganzích New Yorku) a Jack Nicholson (Warren Schmidt v Schmidtová příběhu).

Jako jediný americký herec získal za stejnou roli i francouzskou filmovou cenu Cézar. Aby se pořádně připravil na ztvárnění pianisty Wladyslawa Szpilmana, vzdal se na několik měsíců svého apartmánu a auta, aby procítil pocit osamělosti a ztráty, naučil se hrát Chopinovy ​​skladby a shodil 13 kilogramů.

Po Pianistovi ztvárnil tři různé postavy ve třech velmi odlišných filmech. Nejprve to byl mentálně postižený mladík Noah Persey v hororu M. Nighta Shyamalana Osada (2004), pak veterán z války v Zálivu Jack Starks v thrilleru Svěrací kazajka (2005) Johna Mayburyho a nakonec spisovatel Jack Driscoll v remaku kultovního snímky King Kong (2005 ) režiséra Petera Jacksona.

Zahrál si i v několika televizních reklamách, ale také ve videoklipu k písni A Sorta Fairytale zpěvačky Tori Amos. Mnozí ho kritizovali, že způsob, jakým si vybírá role, neodráží zralost držitele Oscara. Brody reagoval, že si prostě vybírá úkoly, které se mu zdají "zábavné".

Na začátku ledna 2006 potvrdil svůj zájem zahrát si Jokera v "batmanovce" Temný rytíř (2008). Scenárista a režisér Christopher Nolan a studia Warner Bros. ale nakonec rozhodli, že postavu ztvární Heath Ledger. Ten za ni, kromě mnoha jiných ocenění, posmrtně získal Oscara, Zlatý glóbus i cenu BAFTA.

Na filmovém plátně se Adrien Brody naposledy objevil v mysteriózní dramatu Hollywoodland (2006) a dobrodružné komedii Darjeeling s ručením omezeným (2007).

Na torontském filmovém festivalu měla v září 2008 premiéru romantické drama Manolete, v níž si zahrál po boku Penélope Cruz. V Torontu představili i snímek Bratři Bloomovi. V hudebním filmu Cadillac Records (2008), který absolvoval americkou premiéru v prosinci 2008, si zahrál Leonarda Chessa. 

Adrien je velkým hip-hopovým fanouškem a chce se prý stát producentem. V soukromí byl velmi dobrým přítelem zavražděného rapera Tupac Shakura. Zahráli si spolu v méně známém akčním filmu Bullet (1996).