Je americký filmový, televizní a divadelní herec. Poprvé na sebe upoutal v televizním seriálu Alias, později ztvárnil vedlejší role například ve snímcích Nesvatbovi (2005), Yes Man (2008) a Až tak moc tě nežere (2009). Proslavili ho filmy Pařba ve Vegas (2009), A-Team (2010), Všemocný (2011) a Terapie láskou (2012). Za roli v posledním zmíněném filmu si vysloužil svou první nominaci na Oscara v kategorii Nejlepší mužský herecký výkon. V roce 2018 si zahrál po boku Lady Gaga ve filmu Zrodila se hvězda. V roce 2011 ho časopis People vyhlásil za "Nejvíc sexy muže".
Narodil se ve Philadelphii v Pensylvánii a vyrůstal v nedalekém Jenkintowne. Matka Gloria (rozená Campano) je italo-američanka a otec Charles J. Cooper byl Američan irského původu, který pracoval jako burzovní makléř ve společnosti Merrill Lynch. Má sestru jménem Holly. Vyrůstal v katolické rodině a během studia na Germantown Academy pracoval v místním deníku Philadelphia Daily News. Poté co školu v roce 1993 zdárně dokončil studoval krátce jeden rok na Villan University. Následně přešel na Georgetown University, kde v roce 1997 získal s vyznamenáním bakalářský titul v oboru anglického jazyka. Během studií se naučil plynně francouzsky a strávil šest měsíců na výměnném studijním pobytu v Aix-en-Provence ve Francii. Později, v roce 2000, získal magisterský titul (Master of Fine Arts) v oboru herectví na Actors Studio Drama School při The New School v New Yorku.
Koncem roku 2006 se oženil s herečkou Jennifer Esposito. V květnu 2007 manželka požádala o rozvod.
V září 2010 se objevila zpráva o Cooperově zhruba ročním vztahu s herečkou Renée Zellweger. V březnu 2011 přinesl časopis People informaci o tom, že se pár rozešel. V září 2012 byla Cooperovo partnerkou herečka Zoe Saldana. V roce 2015 začal chodit s ruskou modelkou Irinou Shayk.