Fils et neveu de footballeurs, Colin Farrell envisage un temps une carrière sportive. Il s'expatrie ensuite à Sydney à l'âge de 17 ans, où il reste un an et travaille en tant que mannequin, avant de se tourner vers la comédie. Il suit alors les cours de la Gaiety Drama School de Dublin mais abandonne ses études avant la fin de son cursus, ce qui ne l'empêche pas de jouer dans The War zone (1999), le premier long métrage de Tim Roth. Après avoir échoué à une audition ayant pour but de trouver les membres du groupe Boyzone, il apparaît dans Ordinary decent criminal (2000) aux côtés de Kevin Spacey, qui l'avait repéré sur scène, dans une pièce de théatre jouée à Londres. Il se fait connaître du grand public en 2001 grâce à son rôle du soldat Bozz dans Tigerland de Joel Schumacher. Colin Farrell retrouve ce dernier pour les besoins du thriller téléphonique Phone game (2003) et une apparition clin d'oeil en voyou dans le drame Veronica Guerin (id.).
Parallèlement à une vie privée tumultueuse qui fait le bonheur des tabloïds - on lui prête une aventure avec Britney Spears et de nombreux problèmes liés à la drogue -, cette "belle gueule" irlandaise fait fureur à Hollywood : volant la vedette à Bruce Willis dans le film de guerre Mission évasion (2002), il a l'honneur d'affronter à l'écran Tom Cruise dans Minority report, Ben Affleck dans Daredevil (2003) et son idole Al Pacino dans le thriller d'espionnage La Recrue (id.). Après avoir intégré la S.W.A.T. unité d'élite en 2003, il accède à la consécration en se voyant proposer par Oliver Stone le rôle d'Alexandre le Grand. Une rencontre pas vraiment au sommet, puisqu'elle lui vaudra un Razzy Awards de pire acteur de l'année 2003 !
Après un passage par la case télé avec une apparition dans la série Scrubs, son ascension se poursuit néanmoins avec une autre fresque historique : Le Nouveau monde (2005) de l'adulé Terrence Malick. Travaillant dorénavant avec les plus grands cinéastes américains, il ne tarde pas à reprendre, sous la direction de Michael Mann, le rôle tenu à l'origine par Don Johnson dans l'adaptation de la série Miami vice - Deux flics à Miami. Il tourne ensuite avec Woody Allen dans Le Rêve de Cassandre, aux côtés d'Ewan McGregor. Assagi, l'acteur dit avoir décidé de s'éloigner des plateaux, et des tabloïds, pour se consacrer à son fils James, né en 2003 de sa relation avec Kim Bordenave, dont il est depuis séparé. Il décide alors d'accepter davantage de seconds rôles en fonction des films qu'on lui propose, et de se tourner vers le cinéma indépendant.
En 2007, il est l'une des transformations du personnage de Tony, à l'origine seulement incarné par Heath Ledger décédé prématurément, dans L' Imaginarium du Docteur Parnassus du déjanté Terry Gilliam. Il revient ensuite au polar plus conventionnel dans Le Prix de la loyauté (2008) où il incarne un flic corrompu aux côté d'Edward Norton. Gangster désœuvré et dépressif dans Bons Baisers de Bruges (2008) où il retrouve son compatriote Brendan Gleeson, il tombe amoureux de la sirène Ondine (dans le film et dans la vraie vie puisqu'il a épousé Alicja Bachleda-Curus) en revenant vers des réalisateurs irlandais, en l'occurrence ici, Neil Jordan.
En 2010, il fait une apparition remarquée en chanteur de country dans Crazy Heart pour lequel son partenaire Jeff Bridges est oscarisé, et est à l'affiche de Eyes of War où il incarne un photographe de guerre chevronné pris dans la tourmente de la guerre au Kurdistan.
il joue dans Ondine, de Neil Jordan, une histoire de pêcheur irlandais.
En 2012, il revient au film d'action à gros budget avec le remake de Total Recall, Mémoires programmées.
Scénariste hollywoodien en panne d’inspiration dans le déjanté 7 Psychopathes, cherchant à se venger d'un gang dans le violent Dead Man Down, amoureux de Jessica Chastain dans le film d'époque Mademoiselle Julie, Colin Farrell varie les genres.
En 2015 Colin Farrell témoigne à nouveau de son engouement pour les projets originaux avec The Lobster, Prix du Jury à Cannes et pour lequel il prend 20 kilos.Il retrouve le réalisateur grecque pour le très angoissant Mise à mort du cerf sacré deux ans plus tard. Entre les deux, il reprend le personnage de Clint Eastwood dans le remake du film de Don Siegel, Les Proies, signé Sofia Coppola.
Le natif de Castlenock s'illustre beaucoup en tant que second rôle de qualité dans des films originaux, comme en témoignent ses prestations dans L'Affaire Roman J., Les Veuves, The Gentlemen et Voyagers, tout en continuant de tourner dans des productions plus grand public (Les Animaux fantastiques, Dumbo, Artemis Fowl). Aimant aussi varier les registres, il interprète deux méchants au début des années 2020 : dans le film d'action Ava et dans Batman, où il campe ni plus ni moins que Le Pingouin. Il prend aussi part au film catastrophe Treize vies pour Amazon et au plus intimiste Les Banshees d'Inisherin.
