Jamie Bell se passionne dès l'âge de six ans pour la danse. Découvert par Stephen Daldry à la suite d'un casting marathonien qui a vu défiler plus de 2 000 enfants, il est engagé pour tenir le rôle-titre de Billy Elliot (2000), l'histoire d'un jeune danseur assez similaire à la sienne. Le succès est au rendez-vous, et Jamie Bell est récompensé l'année suivante du BAFTA du Meilleur acteur. Continuant sur sa lancée, il se voit propulser durant la Première Guerre mondiale pour les besoins du thriller fantastique La Tranchée (2002) et enchaîne avec les tournages de la comédie dramatique Nicholas Nickleby (2003) et du drame L'Autre rive (2004) de David Gordon Green.
Le réalisateur danois Thomas Vinterberg (Dear Wendy) s'intéresse bientôt à lui, tout comme les mastodontes Peter Jackson et Clint Eastwood qui feront appel à son talent pour le film d'aventure King Kong (2005), remake de l'inénarrable classique des années 30, et le film de guerre Mémoires de nos pères (2006), retraçant les terribles évènements de la bataille d'Iwo Jima. Bien implanté à Hollywood, Jamie Bell devient en 2008 Jumper aux côtés de Hayden Christensen et Samuel L. Jackson.
Mais le jeune acteur ne se cantonne pas aux grosses productions américaines, et change de registre en prêtant ses traits à un adolescent perturbé dans le drame britannique My Name is Hallam Foe (2008). Jamie Bell poursuit sa carrière avec deux films de guerre, incarnant tour à tour l'un des Insurgés, dans l'Europe de l'Est de 1941 et devant la caméra d'Edward Zwick (2009), puis l'esclave Esca en 140 après J-C dans L'aigle de la neuvième légion de Kevin Macdonald (2011). La même année sort sur les écrans le très attendu Aventures de Tintin, marquant le retour au cinéma de Steven Spielberg et offrant à Jamie Bell le rôle convoité du célèbre reporter à la houppette.
Tout en continuant à tourner dans des films en Grande-Bretagne, que ce soit dans une nouvelle adaptation du classique Jane Eyre réalisée par Cary Fukunaga dans lequel il donne la réplique à Mia Wasikowska et Michael Fassbender ou dans le film policier Ordure ! au côté de James McAvoy, Jamie Bell s'illustre également dans des projets américains. Il est ainsi le frère blagueur de Sam Worthington dans le thriller tendu Dos au mur.
Le comédien collabore également avec des cinéastes étrangers très prestigieux à l'image du Coréen Bong Joon-Ho, qui le dirige dans Snowpiercer, Le Transperceneige, l'adaptation qu'il réalise de la bande dessinée du même nom. N'ayant pas peur des projets controversés, l'acteur tourne pour le sulfureux réalisateur danois Lars Von Trier dans Nymphomaniac - Volume 2 où il interprète K, un jeune homme initiant le personnage de Charlotte Gainsbourg au sadomasochisme.
En 2014, Jamie Bell est choisi pour interpréter le rôle principal de la série historique Turn, sur l'histoire de l'indépendance des Etats-Unis. Le comédien n'abandonne pas pour autant le cinéma puisqu'il est, l'année suivante, l'une des têtes d'affiche du nouvel épisode des 4 Fantastiques réalisé par Josh Trank dans lequel il reprend le rôle de La Chose, précédemment tenu par Michael Chiklis. Un rôle que Jamie Bell s'apprête à reprendre puisqu'une suite est d'ores et déjà annoncée pour 2017.
Adepte des rôles difficiles, l'acteur joue un combattant de combat libre dans Donnybrook, un néo-nazi dans Skin et le chanteur Bernie Taupin dans le biopic sur Elton John Rocketman.
