Guy Pearce nació el 5 de octubre de 1967, en Cambridgeshire, Inglaterra. Su padre, militar de las Fueras Aéreas británicas, trasladó a la familia a Australia cuando Pearce tenía tres años. Siempre se sintió atraído por el mundo de la interpretación y de hecho escribió a varios miembros de la industria televisiva australiana para pedir una prueba de cámara a los 17 años. Sus esfuerzos dieron frutos dado que le invitaron a hacer una audición para una nueva serie llamada "Neighbours". Pearce obtuvo un papel principal y trabajó en la serie de 1986 a 1990. Tras su andadura en "Neighbours", Pearce trabajó en televisión antes de debutar en la gran pantalla en 1992 con el filme Hunting. Participó en varias películas de bajo presupuesto y en 1993 rodó My Forgotten Man, un biopic para televisión sobre Errol Flynn, antes de convertirse en una cara conocida para el gran público gracias al éxito de 1994 Las aventuras de Priscilla, Reina del desierto. La histriónica interpretación de Pearce como el estrafalario y a menudo irritante Adam/Felicia le dio el reconocimiento internacional que le faltaba y le abrió las puertas para lograr un papel en la adaptación de la novela de James Ellroy rodada por Curtis Hanson en 1997 bajo el titulo homónimo de L.A. Confidential. La película fue un éxito y recibieron críticas muy buenas tanto Pearce como el resto de los coprotagonistas Kevin Spacey, Danny DeVito, Kim Basinger (que se llevó un Oscar a la Mejor Actriz Secundaria por su interpretación) y el también australiano Russell Crowe.
Tras el éxito de L.A. Confidential, Pearce rodó la película independiente A Slipping Down Life, que se estrenó en Sundance en 1999 y posteriormente Ravenous (1999), de la directora Antonia Bird sobre caos y canibalismo en la que Pearce compartió cartel con David Arquette y Robert Carlyle. A pesar de que la joven promesa dio una interpretación memorable en el drama militar del año siguiente Reglas del compromiso, fue otra película la que le estableció como uno de los intérpretes más interesantes e impredecibles de su generación. Pearce creó un personaje inolvidable al dar vida al tatuado viudo en busca de venganza cuya inhabilidad para formar nuevos recuerdos le impide encontrar al asesino de su mujer en el thriller con estructura invertida Memento, uno de los mayores éxitos de la historia.
Pearce se había convertido en un actor de renombre en la escena hollywoodiense y los productores no tardaron en contratarle en todas las superproducciones que podían. Interpretó a un villano en El Conde de Monte Cristo en la que viajó hacia atrás en el tiempo y en su siguiente película La máquina del tiempo la humanidad había avanzado tanto que había vuelto a tiempos prehistóricos.
Pearce volvió a Australia para dar vida al desafortunado ladrón de bancos en la historia criminal The Hard Word y para participar en el drama elíptico Till Human Voices Wake Us (2002).
En 2004, Pearce dio vida a un cazador de leones en la película para toda la familia Dos hermanos. Pearce ha interpretado recientemente al artista pop Andy Warhol en la película Factory Girl y a Harry Houdini en la película El último gran mago. Estrenará próximamente Más allá de los sueños (Bedtime Stories) con Adam Sandler.