Né en Californie, Brian Austin Green grandit près de Los Angeles, et prend goût au monde du spectacle dès son plus jeune âge en suivant son père, musicien Country, en tournée. Après une première apparition sur le petit écran dans le téléfilm The Canterville Ghost en 1985, il participe à des séries comme Still the Beaver, Les Routes du Paradis ou encore La Petite merveille. A l’âge de 13 ans, il obtient le rôle récurrent de Brian Cunningham dans Côte ouest, le jeune fils de la garce du show, Abby Ewing. Repéré par Aaron Spelling en 1990, il devient David Silver, l’un des adolescents du mythique Beverly Hills. La série est un succès, et sa carrière d’acteur est lancée. Comme son personnage à l’écran, Brian est très attiré par la musique, et plus particulièrement par le rap. Il sort en 1996 son premier album One Stop Carnival, sous le nom de Brian Green. Malgré la notoriété du comédien, cet opus ne connaît pas le succès escompté. Ce qui ne l’empêche pas de poursuivre une carrière musicale dans le milieu du hip hop, grâce à son propre studio d’enregistrement.

Parallèlement à Beverly Hills, Brian Austin Green trouve le temps de se consacrer à d’autres projets, au cinéma (Kid, An American Summer et Kickboxer 2: Le Successeur) et dans le domaine du doublage (pour les séries animées Les 4 Fantastiques et Biker Mice, les Motards de l'Espace). En 1995, il donne la réplique à Tiffani Thiessen, sa partenaire dans Beverly Hills et compagne à la ville à cette époque, dans le téléfilm L'affront. Après un passage par Couleur Pacifique, il enchaîne avec Jeunesse volée, Liaison coupable et Délit d'abandon, et apparaît en guest-star dans Sabrina, l'apprentie sorcière, aux côtés de Melissa Joan Hart.

A la fin de Beverly Hills, en 2000, les temps sont durs, mais Green fait malgré tout quelques apparitions dans des séries telles que Resurrection Blvd. , La 13ème dimension, Stacey Stone, Les Experts, Las Vegas, et Une famille du tonnerre. Il joue son propre rôle dans le long métrage Domino, avec son ex-collègue de Beverly Hills, Ian Ziering (alias Steve Sanders), avant d’incarner pour une saison entière Chris, le meilleur ami de Freddie, dans la comédie éponyme de Freddie Prinze Jr.

Il joue en 2008 dans un thriller sur fond de beach-volley : Impact Point, avant de rejoindre en tant que régulier la sérieTerminator : Les Chroniques de Sarah Connor. Il campe alors pendant 23 épisodes Derek Reese, un combattant de la résistance envoyé dans le passé par le futur John Connor. Après un bref passage dans Les Experts : Miami, il endosse le costume de John Korben, alias Metallo, au début de la saison 9 de Smallville. Boosté par la kryptonite, il décroche le rôle de Keith Watson, un entrepreneur plutôt sexy qui fait tourner la tête de la perfectionniste Bree Van de Kamp (Marcia Cross) dans la saison 7 de Desperate Housewives. Cette exposition médiatique dans deux des séries télévisées du moment lui permet d’être à l’affiche, entre 2011 et 2014, de la série musicale The Wedding Band et de trois films d’horreur : Last Stop, ChromeSkull: Laid to Rest 2 et Don’t Blink.

Annoncé au casting de la saison 2 de Rosewood en 2016, Brian Austin Green décide d’abandonner son nouveau rôle, et est finalement remplacé par Eddie Cibrian.