Aaron Eckhart débute sa carrière artistique en étudiant le théâtre à la Brigham Young University. Il y fait la rencontre du réalisateur Neil LaBute qui devient un ami proche et fera de lui l'un de ses acteurs fétiches.Après des débuts dans des téléfilms, Aaron Eckhart tourne en 1997 dans le premier film de Neil LaBute, En compagnie des hommes. Le film est un succès, et sa composition subtile d'un cadre sadique lui vaut plusieurs distinctions, dont un Golden Satellite Award et un Independant Spirit Award dans la catégorie Révélation masculine de l'année. Il tournera de nouveau sous la direction de Neil LaBute à trois reprises : en 1998 dans Entre amis & voisins, en 2000 dans Nurse Betty et en 2002 dans Possession.La pertinence de ses choix lui permet de croiser la route de cinéastes aussi prestigieux qu'Oliver Stone (L'Enfer du dimanche, 1999), Steven Soderbergh (Erin Brockovich, seule contre tous, 2000) et Sean Penn (The Pledge, 2001). En 2003, il partage l'affiche de Fusion avec Hilary Swank et Tchéky Karyo, puis s'illustre l'année suivante aux côtés de Cate Blanchett dans le western Les Disparues de Ron Howard, et dans le nouveau film d'action de John Woo, Paycheck, face à Ben Affleck.
Valeur montante du cinéma américain, Aaron Eckhart accède en 2006 au rôle principal de Thank You for Smoking, dans lequel il campe un fabricant de tabac qui tente de rester un modèle pour son jeune fils. Il continue sur sa lancée en figurant au casting du Dahlia noir de Brian De Palma, aux côtés de Josh Hartnett et Scarlett Johansson, avant de donner la réplique à une autre actrice de charme, Catherine Zeta-Jones, dans Le Goût de la vie. Après cette incursion culinaire et romantique, il retourne à un rôle plus sombre dans The Dark Knight, la nouvelle aventure de Batman, au sein de laquelle il interprète le procureur Harvey Dent, destiné à devenir le fameux Double-Face. En 2011, il combat les aliens dans World Invasion : Battle Los Angeles et tente de surmonter la perte de son enfant dans Rabbit Hole aux côtés de son épouse Nicole Kidman.
Après avoir partagé l'affiche avec Johnny Depp du déjanté Rhum Express, on le retrouve en agent de la CIA dans The Expatriate (directement sorti en DVD en France). C'est en Président des Etats-Unis qu'il revient en 2013, dans le blockbuster musclé La Chute de la Maison Blanche. Le comédien semble être particulièrement attaché aux films d'action puisqu'il entame l'année 2014 en incarnant la créature de Frankenstein dans I, Frankenstein.
