En 1996, Justin Bartha se mudó a la ciudad de Nueva York y estudió cine y teatro en la Escuela de Artes Tisch de la Universidad de Nueva York. Comenzó su carrera cinematográfica detrás de la cámara como asistente de producción en la película Analízame (1999). Hizo su debut como actor en la película, 54 (1998). Bartha tuvo un papel principal en la criticada comedia romántica protagonizada por Ben Affleck y Jennifer Lopez Gigli (2003) antes de obtener el primer papel que lanzó su carrera: Riley Poole en La leyenda del tesoro perdido (2004). El actor volvió a encarnar a este personaje en 2007 en La leyenda del tesoro perdido - El libro de los secretos. Bartha volvió a tener una presencia importante en la gran pantalla con su papel de Doug en ¿Qué pasó ayer? (2009), el cual repitió en las siguientes películas de 2011 y 2013. En 2021 la podemos ver en Sweet Girl cinta de Netflix protagonizada por Jason Momoa.
