Figlio di Victoria e Kent Bateman, il padre è uno sceneggiatore e regista televisivo, mentre la sorella Justine è anche lei attrice, nota principalmente per il ruolo di Mallory Keaton nella situation comedy Casa Keaton. Esordisce come attore bambino nelle serie televisive La casa nella prateria (1981-82), dove interpreta James Cooper Ingalls, e Il mio amico Ricky (1982-84) al fianco di Ricky Schroder. La sua partecipazione alla serie TV La famiglia Hogan (1986-91) lo rende un idolo per le teenager. Nel 1987 è il protagonista del film Voglia di vincere 2. Per quasi tutti gli anni novanta lavora in film per la televisione e appare in piccole parti in varie serie televisive, inoltre si cimenta anche come regista televisivo.

Nel 2002 ottiene una parte nella commedia La cosa più dolce.... Nel 2003 diventa protagonista della serie TV Arrested Development - Ti presento i miei nel ruolo di Michael Bluth, che lo rilancia dandogli nuova popolarità e gli fa vincere un Golden Globe come miglior attore in una serie commedia o musicale. In seguito prende parte a film come Starsky & Hutch, Palle al balzo - Dodgeball e Ti odio, ti lascio, ti.... Nel 2005 è apparso, sotto forma di caricatura, nella serie animata I Simpson, mentre nel 2006 è stato guest star in un episodio di Scrubs - Medici ai primi ferri, dove recita l'amico Zach Braff.

Nel 2006 lavora nel film di Joe Carnahan Smokin' Aces e l'anno seguente in The Kingdom di Peter Berg e in Juno di Jason Reitman, mentre nel 2008 è al fianco di Will Smith e Charlize Theron in Hancock. Nel 2013 riprende il ruolo di Michael Bluth nella quarta stagione di Arrested Development - Ti presento i miei, prodotta dopo sette anni dalla conclusione della terza stagione. Nello stesso anno, dopo aver diretto vari episodi di serie televisive, esordisce alla regia cinematografica con il lungometraggio Bad Words, presentato al Toronto International Film Festival.

Nel 2017 interpreta il protagonista Martin "Marty" Byrde nella serie televisiva di Netflix Ozark.