Né le 22 Août 1975, le beau Brésilien grandit à Rio de Janeiro. Il se fascine rapidement pour le cinéma mais se tourne vers des études de marketing. En parallèle à ses études, il trouve cependant le temps de tourner dans les telenovelas. En 2001, il est la voix brésilienne de Stuart Little dans son pays.
Son premier grand rôle, il l'obtient grâce à Lais Bodasnky dans Bicho de sete cabeças. Il incarne un adolescent envoyé à tort par son père dans un asile psychiatrique. De nombreuses récompenses lui seront remises pour son interprétation.
En 2003, Walter Salles le dirige dans Avril Brisé où il incarne Tohno, un jeune devant venger la mort de son frère, comme le dit la tradition ancestrale, mais Tohno commence à craindre pour sa vie et douter de l'efficacité des procédés dictés par cette fameuse tradition. Il enchaîne avec un tout autre genre : le « film américain ».
Il est engagé sur le tournage de Charlie's angel de McG dans le rôle de Randy Emmers. Il signe son premier film à grand public. La même année, il est à l'affiche du film anglais chorale Love actually de Richard Curtis, où il incarne l'irrésistible Karl face à Laura Linney.
En 2006, il voit la chance de se faire connaître mondialement grâce à LA série hyper médiatisée partout dans le monde : Lost, les disparus. Il incarne Paulo.
En 2007, c'est la consécration. Zack Snyder l'engage sur 300, le film adapté du comic. C'est le gros carton dans lequel il apparaît depuis ses débuts américains. Il continue de tourner en alternant Etats-Unis et Brésil.
En 2009, il est dirigé par Soderbergh dans Che - L'argentin et sa deuxième partie Guerilla. Il campe Raul Castro.
En 2010, il poursuit sa carrière aux Etats-Unis en s'associant à Jim Carrey dans I love you Phillip Morris de Glen Ficcara, présenté à la Quinzaine des réalisateurs à Cannes en 2009. Il signera aussi pour une comédie romantique dans La bachelière avec Alexis Bledel.
