Nació en Los Ángeles, California, aunque se crio en Medford, Oregón, hijo de Sharon, de familia judía, y Sam Baldoni, de ascendencia italiana. Ambos se unieron a la Fe Bahá'í, que Baldoni practica devotamente. Jugó al fútbol y practicó atletismo en la escuela secundaria, y fue disc jockey de radio en una estación local de radio top 40. Mientras se mudaba a un nuevo edificio de apartamentos, conoció a un gerente que le aconsejó que siguiera una carrera en la actuación.

En 2008, escribió, produjo y dirigió su primer video musical que fue seleccionado y exhibido en el Festival Internacional de Cine Dawn Breakers.^[1]​

En 2012, creó My Last Days (Mis Últimos Días), una serie de documentales digitales sobre la vida contada por moribundos, que se convirtió en una de las series de YouTube más vistas. Su segunda temporada se emitió en CW y la tercera se lanzó en el invierno de 2018.^[2]​ Tras ese éxito, fundó Wayfarer Entertainment, un estudio de medios digitales centrado en la inspiración disruptiva.

En 2014, comenzó a interpretar a Rafael Solano en el espectáculo de CW Jane the Virgin (Jane la Virgen), y en mayo de 2016 lanzó una aplicación de time-lapse para mujeres embarazadas y nuevas mamás llamada Belly Bump.

En julio de 2017, Variety anunció que Baldoni estaba desarrollando un programa de entrevistas para hombres a través de su empresa de medios Wayfarer Entertainment. El programa se describe como una serie de paneles disruptivos que explora lo que significa ser un hombre hoy en día.^[3]​ El espectáculo titulado Man Enough incluye a hombres prominentes como Matt McGorry y Javier Muñoz.^[4]​ En agosto de 2017, TED anunció que Baldoni sería un orador en la Conferencia anual TEDWomen.^[5]​

Tiene planeado dirigir y producir un "young adult tearjerker" para CBS Films basado en un guion original de Mikki Daughtry y Tobias Iaconis.^[6]​ También está programado dirigir y producir una película sobre la vida de Zach Sobiech con Warner Brothers.^[7]​

Después de salir un año, se casó con la actriz sueca Emily Baldoni en julio de 2013 en Corona, California.^[8]​ Tienen una hija, Maiya Grace Baldoni, nacida el 27 de junio de 2015 y un hijo, Maxwell Roland-Samuel Baldoni, nacido el 18 de octubre de 2017.

En diciembre de 2024, fue denunciado por la actriz norteamericana Blake Lively, por comportamientos indeseables durante la producción de la película Romper el círculo.^[9]​ y una campaña para desprestigiar su reputación. Lo que hizo explotar todo esto fue un artículo subido unos días antes de Navidad en The New York Times con el título "We Can Bury Anyone" (Podemos enterrar a cualquiera)^[10]​ difamando el nombre de Justin por las razones antes mencionadas.

Estas acusaciones salieron a relucir después del mal comportamiento que la actriz tuvo en las entrevistas para la película "The End With Us", lo que hizo que se revelaran muchas entrevistas antiguas con ese mala actitud. A esto se le sumaron los testimonios de personas que actuaron con ella anteriormente, Rosella Rago, actriz de Gossip Girl, acusó a Lively de ser una persona desagradable y poco considerada en el set de grabación. Al mismo tiempo que grababa el controversial rodaje, ella estaba iniciando una campaña para el cuidado del cabello, la cual no gustó al público, porque promocionaba fotos de ella misma con un pelo seco y descuidado. Lively alegó perder el 78% de sus ganancias de su negocio por la "Campaña de difamación en su contra".^[11]​

Justin negó las acusaciones hechas por su coestrella. Haciendo que él y sus publicistas generaran una demanda en contra de Blake Lively y Ryan Reynolds por extorsión civil, difamación e invasión de la privacidad. Además, demandaron a The New York Times por manipulación y distorsión de la información. Sumando a la campaña de desprestigio de Justin, Reynolds inventó un personaje en su última película de Deadpool para ridiculizarlo, el cual lo lleva a la muerte "Lady Deadpool" en frente de una tienda de flores (ella era una florista en la película controversial de "Romper el Círculo").^[12]​

Todo esto sin considerar el hecho de que no se encuentra en el marco legal la usurpación de roles y actividades que tuvo Blake contra Justin y su equipo, arrebatándole el trabajo de más de 5 años puestos en el proyecto. Le quitó la autoridad de director de su propia película, cambiando la vestimenta de la protagonista, los guiones y las ediciones, es más, para el tráiler de "It End With Us" escogieron el que hizo ella, no el de Justin, confirmando así las malas practicas de Blake.^[13]​ Debido al control que obtuvo esta mujer, Baldoni tuvo que estar en el subterráneo junto a sus acompañantes para el estreno de su primer proyecto como director^[14]​

El lunes 3 de febrero de 2025 tuvo lugar la primera audiencia. La pareja de famosos solicita una orden de silencio en contra del abogado de Justin Baldoni, la cual es rechazada por el Juez, siendo esta, una pequeña victoria para el #TeamBaldoni según lo describen en los medios y redes sociales. El juicio se reanudará en marzo de 2026.^[15]​