Adepte dès son plus jeune âge des concours de jeunes talents, Ryan Gosling est choisi dans les années 1990 pour faire partie de l'équipe du Mickey Mouse Club, avant de se faire connaître du grand public en incarnant à la télévision Hercule jeune dans la série Hercule contre Arès en 1998. C'est en 2000 qu'il décroche son premier rôle important, celui d'un joueur de football entraîné par Denzel Washington dans Le Plus beau des combats. L'année suivante, son interprétation de skinhead violent et antisémite dans Danny Balint (2001), qui remporte le Grand Prix du Jury au Festival de Sundance, est saluée par la critique.

Grâce à la productrice Susan Hoffman, fidèle collaboratrice de Barbet Schroeder, il se voit attribuer le rôle d'un étudiant particulièrement retors dans le thriller Calculs meurtriers (2002), aux côtés de Sandra Bullock et de Michael Pitt, un autre jeune acteur talentueux. Partenaire de Rachel McAdams dans le drame sentimental N'oublie jamais (2004) et de Anthony Hopkins dans le thriller judiciaire La Faille (2007), Ryan Gosling reste souvent associé à des personnages à l'esprit torturé : adolescent ayant commis l'irréparable dans The United States of Leland (2003) ou suicidaire entraîné dans un voyage cauchemardesque par son psychiatre Ewan McGregor dans Stay (2006), le comédien décroche en 2007 sa première nomination à l'Oscar du meilleur acteur grâce à sa performance d'enseignant toxicomane dans Half Nelson.

En 2008, Ryan Gosling est membre du jury des "Oscars du cinéma", une fonction témoignant de son immense talent. Deux ans plus tard, le comédien est présent au Festival de Cannes pour Blue Valentine avec Michelle Williams, un drame évoquant l’effritement progressif des sentiments liant un jeune couple. L'année suivante, il est à l'affiche de l'envoûtant thriller Drive de Nicolas Winding Refn, qui obtient, également à Cannes, le Prix de la mise en scène. 2011 est définitivement l'année de la consécration pour le comédien, puisqu'il est en tête d'affiche de deux autres films de qualité : la comédie romantique Crazy, Stupid, Love et le politique Les Marches du Pouvoir, quatrième long métrage réalisé par George Clooney.

Ryan Gosling est également compositeur, musicien et chanteur. Il a participé à la composition de la bande originale du film Wild Roomies de Oliver Robins en 2004, et il a interprété la chanson originale de Une fiancée pas comme les autres : LOVE.

De plus, il est le chanteur et le guitariste du groupe des Dead man's bones, accompagné de Zach Shields également à la voix et à la guitare, et de Morgan Slade, bassiste et compositeur.