Né à Johannesburg, le sud-africain Jonathan Liebesman suit un cursus d'art dramatique au Cap, à la South African School of Motion Picture Medium and Live Performance, puis poursuit ses études à New York, à la Tisch School of the Arts. Il y tourne son premier court métrage, Genesis and Catastrophe, adaptation d’une nouvelle de Roald Dahl. Son premier essai est un coup de maître : il remporte le Hollywood Young Filmmaker Award au Hollywood Film Festival en 2000, ce qui lui permet de se lancer dans son premier long. Nuits de terreur sort en 2003. Mal reçu par la critique, ce thriller horrifique se transforme cependant en beau succès au box office.

Jonathan Liebesman revient ensuite au format court, pour Rings, qui s’inscrit dans la continuité de la série de films The Ring. En effet, Rings est le chaînon manquant entre la fin du premier film et sa suite. Le réalisateur persévère ensuite dans la voie horrifique. Il abandonne les fantômes et se tourne vers le gore, grâce à l’apport financier de la société de production de Michael Bay. Son Massacre à la tronçonneuse : le commencement, prequel de Massacre à la tronçonneuse, lui-même remake du premier épisode réalisé par Tobe Hooper, sort en 2006. C'est encore un succès qui confirme la position de Liebesman à Hollywood.

Pourtant, alors qu’on lui propose le reboot de Vendredi 13, Liebesman se consacre à un projet plus modeste. Il signe avec The Killing Room, son troisième long-métrage, un thriller en huis-clos au générique duquel figure notamment Chloë Sevigny et Peter Stormare. Le film est présenté en ouverture du Festival de Sundance de 2009, mais sort directement en DVD aux Etats-Unis. Malgré cet échec, Jonathan Liebesman prépare déjà l’étape suivante.

Il travaille depuis 2008 sur un projet de science-fiction d’envergure (70 millions de dollars de budget) pour Columbia. World Invasion : Battle Los Angeles est à l'image de son titre : un succès mondial, qui rapporte trois fois sa mise initiale. Chef d'un groupe de Marines, Aaron Eckhart mène dans un Los Angeles dévasté une lutte désespérée contre des extraterrestres qui veulent s'emparer des ressources de la Terre. En 2012, Liebesman monte en puissance. Il est en effet à la tête d'un budget de 125 millions de dollars pour narrer le combat des dieux et de Persée (Sam Worthington) contre Hadès et les Titans. Avec La Colère des Titans, la suite du remake du Choc des Titans, Liebesman succède au français Louis Leterrier, et confirme définitivement son statut de réalisateur qui compte à Hollywood.

Le metteur en scène poursuit dans le registre du blockbuster avec Ninja Turtles en salles en 2014.