Jonas Armstrong nació en Dublín, Irlanda y creció en Lytham St. Annes, Lancashire, Inglaterra. Armstrong estudió interpretación en la Real Academia de Arte Dramático.

Después de graduarse, empezó a trabajar en el teatro regional y después en papeles para el Channel 4 de la televisión británica como Teachers o The Ghost Squad. El papel con el que saltó a la fama fue el de Robin of Locksley para la serie de televisión de la BBC Robin Hood. Desde entonces ha aparecido en The Street, Agatha Christie's Marple, Prisoners Wives, Hit & Miss y la película para la televisión The Whale.

Ha participado en largometrajes como Book of Blood, basada en una novela de Clive Barker, Twenty8k y Walking with the Enemy.