Astin se crio en el condado de Rockland, Nueva York. Tiene una hermana, Brielle, y dos hermanos, Milán y Jace. En 2013 confirmó una relación con su coestrella de Pitch Perfect Anna Camp. El 2 de enero de 2016 confirmaron su compromiso vía Instagram. En abril de 2019, la pareja anunció su divorcio luego de casi tres años de matrimonio. Según dieron a conocer, la separación fue "mutua y amistosa".^[1]​

Astin comenzó su carrera en el teatro en 2006, interpretando a Georg en el musical de Broadway Spring Awakening. También interpretó a Mark Cohen en el musical Rent, dirigido por Neil Patrick Harris, en agosto del 2010 en el Hollywood Bowl.

En el cine, interpretó a Rand Posin en la película Hamlet 2. Cantó la banda sonora "Raped in the Face" junto con Phoebe Strole y Steve Coogan, respectivamente coestrella y estrella de la película. La proyección de esta en el Festival de Cine de Sundance del 2008 le permitió a Astin firmar con United Talent Agency. Ha sido uno de los protagonistas de las comedias Pitch Perfect (2012) y Pitch Perfect 2 (2015) interpretando a Jesse Swanson.

En la televisión se unió al elenco de Adam Carolla, para la comedia Ace 2009 para la cadena CBS, aunque finalmente no fue seleccionado.^[2]​^[3]​ Fue invitado especial en el capítulo "City of Angels" de la serie televisiva Glee. Apareció como Jean-Baptiste, contrincante de "New Directions".

En 2018, se unió al elenco principal de la cuarta temporada de la serie de The CW, Crazy Ex-Girlfriend (serie de televisión), en el papel de Greg Serrano. Skylar sustituyó a Santino Fontana, quien interpretó a Greg en las primeras dos temporadas de la serie.^[4]​

En 2020 se encuentra en uno de los papeles protagónicos de la serie de The CW, Zoey's Extraordinary Playlist, como Max

• 2006 Stagedoor, como él mismo. Documental.
• 2008 Hamlet 2, como Rand Posin.
• 2009 Ace in the Hole, como Tod Morella.
• 2009 Strange Brew, como Kyle.
• 2009 Taking Woodstock, como John P. Roberts.
• 2012 Love Written in Blood II, como Henderson.^[5]​
• 2012 Wreck-It Ralph, como Roy.
• 2012 Pitch Perfect, como Jesse Swanson.
• 2013 21 and Over, como Casey.
• 2013 Cavemen, como Dean.^{[cita requerida]}
• 2015 Pitch Perfect 2, como Jesse Swanson.

• 2011 Love Bites (episodio "Boys to Men"), como Ben.
• 2011 The Online Gamer (3 episodios), como Mikey.^[6]​
• 2012 Girls (episodio "Hannah's Diary"), como Mark Kornstein.
• 2012 House (episodio "Holding On"), como Derrick.
• 2013 Ground Floor, como Brody Carol Moyer.
• 2014 Glee (episodio "City of Angels"), como Jean-Baptiste.
• 2018-2019 Crazy Ex-Girlfriend (serie de televisión) (11 episodios), como Greg Serrano.^[7]​
• 2020 Zoey's Extraordinary Playlist, como Max
• 2022-2024 "So help me Todd", como Todd

Teen Choice Awards

• Skylar Astin en Internet Movie Database (en inglés).