Adam Brody passe une partie de son adolescence à faire du surf, et, suite à de mauvais résultats scolaires, arrête l'école à l'âge de 19 ans, puis part pour Hollywood afin d'y entamer une carrière d'acteur.
En 2000, après une année de galère, il est engagé pour tenir le premier rôle dans le téléfilm Growing Up Brady. L'année suivante, il tient un petit rôle dans American Pie 2. Il est ensuite engagé pour jouer dans la série Gilmore Girls entre 2002 et 2003. En 2003, il obtient son rôle le plus connu à ce jour, celui de Seth Cohen dans Newport Beach. Adam Brody devient alors une véritable star, adulée par les adolescents. A tel point qu'il devient le premier homme à poser en couverture du magazine Elle.
En 2005, il côtoie Angelina Jolie et Brad Pitt dans Mr. & Mrs. Smith. Il est ensuite à l'affiche de Thank You for Smoking.
A l'arrêt du show Newport Beach Adam Brody se retrouve à l'affiche du film In the land of the women. En 2009, il joue un chanteur passant un pacte avec le diable au dépend de Megan Fox dans Jennifer's body. En 2010, il est face à Bruce Willis dans Top Cops. En 2011, il intègre le casting du slasher Scream 4.
 
Adam Brody a eu une liaison qui s'est arrêté en 2006 avec l'actrice Rachel Bilson, sa co-star de Newport Beach.