Logo de la sitcom That '70s Show dont il a été le héros durant sept ans.
Il est repéré en 1998 par Bonnie Turner pour sa prestation dans la pièce de théâtreL'Imposteur. Âgé de 20 ans, il décide d'abandonner ses études pour suivre une carrière d'acteur et est engagé pour le rôle principal de la série téléviséeThat '70s Show, créée par Bonnie Turner.
La série est un succès et repose sur une large distribution de jeunes acteurs qui y font leurs débuts. Parmi eux, Ashton Kutcher, Laura Prepon et Mila Kunis. Il y incarne l'adolescent maigrichon et sarcastique Eric Forman durant sept saisons, de 1998 à 2005.
Parallèlement, il fait ses débuts au cinéma. En 2000, alors que la série est dans sa deuxième saison, il tient un petit rôle dans le thriller choral Traffic, mis en scène par Steven Soderbergh. Sa prestation lui permet de donner la réplique à Michael Douglas et de remporter deux prix d'interprétation, dont celui du meilleur acteur aux Young Hollywood Awards 2001. Il retrouve ensuite Steven Soderbergh pour la comédie de braquage Ocean's Eleven, dans lequel il joue son propre rôle aux côtés d'autres jeunes vedettes de la télévision (Joshua Jackson, Barry Watson et Holly Marie Combs) qui apprennent le poker auprès de Rusty Ryan, joué par Brad Pitt.
Alors que That '70s Show est cette fois dans sa cinquième année, il apparaît dans le drame Le Sourire de Mona Lisa (2003), où il évolue auprès d'une distribution majoritairement féminine menée par Julia Roberts.
En , alors que débute la septième saison de la série, il continue à jouer de son image de gendre idéal au cinéma en interprétant l'un des deux rôles principaux, avec Dennis Quaid, de la comédie dramatique En bonne compagnie. Il incarne un jeune cadre dynamique amoureux de la fille de son employé, interprétée par Scarlett Johansson. Cette même année, il refait un caméo dans Ocean's Twelve et donne la réplique à Laura Linney dans le drame P. S..
Il décide de quitter la série à la fin de cette septième saison, après avoir été retenu pour participer à un projet cinématographique d'envergure. Ashton Kutcher le suit dans ce départ, ayant lui-même été choisi pour un projet au cinéma.
Premiers rôles au cinéma
Topher Grace à la première new-yorkaise de Spider-Man 3, en avril 2007.
Son départ de That '70s Show en lui permet de se consacrer intégralement au tournage du blockbusterSpider-Man 3 de Sam Raimi, où il incarne le rival de Spider-Man, Eddie Brock / Venom. Le film, sorti en 2007, lui permet de retrouver sa partenaire du Sourire de Mona Lisa, Kirsten Dunst, mais l'empêche de participer au dernier opus de la trilogie de Soderberg, Ocean's Thirteen (2007) et de venir pour davantage qu'une scène dans le dernier épisode de That '70s Show. En effet, quand la huitième saison est annoncée comme la dernière, seul Ashton Kutcher s'arrange pour revenir pour quatre épisodes dans la fiction qui l'a révélé.
Sa performance dans Spiderman 3 est décriée, malgré un box-office colossal. Il faut d'ailleurs attendre 2010 pour revoir l'acteur au cinéma : il apparaît d'abord dans la comédie romantique chorale Valentine's Day réalisé par Garry Marshall, avec notamment Julia Roberts, Anne Hathaway et Ashton Kutcher. Cette romance relate les destins croisés de couples qui se séparent, se retrouvent ou se rencontrent à Los Angeles, le jour de la Saint-Valentin.
Ces échecs successifs dans des grosses productions l'amènent à se réorienter vers des productions plus modestes et personnelles.
En 2011, il revient d'abord à la télévision pour le téléfilm Too Big to Fail : Débâcle à Wall Street de Curtis Hanson. Il y prête ses traits à Jim Wilkinson, secrétaire au Trésor nommé par George W. Bush pour sauver les banques de la faillite, durant la crise financière de 2008. Ce rôle lui permet de donner la réplique aux vétérans William Hurt (qui joue le rôle d'Henry Paulson) et James Woods.
Puis, il est surtout la tête d'affiche de la comédie rétro potache Une soirée d'enfer, qu'il produit et coécrit. Sorti le , le film lui permet d'évoluer aux côtés des jeunes Teresa Palmer et Anna Faris. Il participe à l'écriture et s'investit en tant que producteur. Le film se solde cependant par un énorme échec critique[5] et commercial[6].
En 2012, il joue dans la comédie romantique indépendante The Giant Mechanical Man en incarnant l'arrogant rival du héros. Le long-métrage est très bien accueilli par la critique.
Il intègre ensuite la large distribution de la comédie dramatique Un grand mariage. Il y joue cette fois l'incontrôlable fils cadet du couple incarné par Robert De Niro et Diane Keaton. Le film, sorti en 2013, est éreinté par la critique[7].
En 2014, il joue dans trois longs métrages : tout d'abord le thriller canadien The Calling, dont il partage l'affiche avec Susan Sarandon ; puis la comédie romantique indépendante Comment séduire une amie (Playing It Cool), où il joue le meilleur ami du héros interprété par Chris Evans et enfin le blockbuster de science-fiction de Christopher Nolan, Interstellar, où il partage l'essentiel de ses scènes avec la star Jessica Chastain. Il s'agit surtout du plus gros succès critique et commercial auquel il ait participé depuis Ocean's Eleven, en 2001. Le film le relance.
Projets de premier plan
L'acteur avec l'équipe de BlacKkKlansman au Festival de Cannes 2018.
En 2016, il tente de nouveau de s'imposer en tant que tête d'affiche d'une comédie liée à la musique avec Opening Night, d'Isaac Rentz. Mais ce film, qu'il produit également, passe inaperçu.
En , il entame une relation avec l'actrice Ashley Hinshaw et se fiancent un an plus tard[11]. Le , le couple s'est marié à Santa Barbara, en Californie[12]. En , ils accueillent leur premier enfant[13], une fille, Mabel Jane Grace. En 2020, ils sont de nouveau parents. En 2022, ils annoncent attendre leur troisième enfant.[réf. nécessaire]