Γεννήθηκε το 1969 στις Καναρίους Νήσους. Η μητέρα του είναι η γνωστή στην Ισπανία ηθοποιός Πιλάρ Μπαρδέμ και ο θείος του ένας από τους πολύ γνωστούς Ισπανούς σκηνοθέτες, ο Χουάν Αντόνιο Μπαρδέμ, που φυλακίστηκε από το καθεστώς του Φράνκο. Σπούδασε ζωγραφική και από φοιτητής έπαιζε σε τηλεοπτικές σειρές. Πρώτη του κινηματογραφική εμφάνιση ήταν στο "The Ages of Lulu" του Μπίγκας Λούνα, που του άνοιξε τον δρόμο στην υποκριτική. Μετά από έναν μικρό ρόλο στα "Ψηλά Τακούνια" του Αλμοδόβαρ, το "Jamon Jamon" στο πλευρό της Πενέλοπε Κρουζ τον έκανε και διεθνώς γνωστό. Ο Χαβιέ Μπαρδέμ ήταν ο πρώτος Ισπανός ηθοποιός υποψήφιος για Όσκαρ για την καταπληκτική του ερμηνεία στο "Before Night Falls" του Τζούλιαν Σνάμπελ, για το οποίο τιμήθηκε με βραβείο ερμηνείας στο Φεστιβάλ Βενετίας του 2000 και βραβείο Goya. To 2004 κέρδισε για δεύτερη φορά βραβείο ερμηνείας στη Βενετία για το "Η Θάλασσα Μέσα Μου" του Αλεχάντρο Αμενάμπαρ, για το οποίο κέρδισε ξανά Goya αλλά και υποψηφιότητα για Χρυσή Σφαίρα. Μερικοί τίτλοι ταινιών που έχει πρωταγωνιστήσει: "Καυτή Σάρκα", "Ανάμεσα στα Πόδια", "The Dancer Upstairs", "Collateral", "Τα Φαντάσματα του Γκόγια", "Καμιά Πατρίδα για τους Μελλοθάνατους", "Ο Έρωτας στα Χρόνια της Χολέρας", "Vicky Cristina Barcelona", "Eat Pray Love".