Rian Johnson grandit en Californie et poursuit sa scolarité dans l'établissement qui lui servira plus tard de décor pour le tournage de son premier long métrage, Brick. Il part ensuite étudier le cinéma à l'Université de Southern California, dont il sort diplômé en 1996. En dehors de ses activités de cinéaste, Johnson s'illustre également dans le milieu de la musique puisqu'il est chanteur de folk et joueur de banjo à ses heures perdues.

Après avoir signé deux courts métrages, il se lance dans la réalisation de son premier film en 2005, avec le thriller Brick, qui s'inscrit dans la veine du film noir. Inspiré par le style de Dashiell Hammett, Rian Johnson remporte tous les suffrages avec cette œuvre et gagne de nombreux prix, à Sundance ou encore à Deauville. Ce succès permet au réalisateur de faire des débuts remarqués dans le milieu et marque sa première collaboration avec l'acteur Joseph Gordon-Levitt, qu'il retrouvera plus tard pour Une arnaque presque parfaite le temps d'un caméo.

Malgré cette seconde réalisation passée plus inaperçue, Rian Johnson continue de frapper fort avec son troisième film, Looper, dans lequel un Joseph Gordon-Levitt méconnaissable donne cette fois la réplique à Bruce Willis sur fond de voyage dans le temps. Ce film de science-fiction, sélectionné au festival de Toronto, est d'ores et déjà considéré comme "révolutionnaire" par de nombreux aficionados du genre.

Johnson passe ensuite par la case petit écran en réalisant deux épisodes de la saison 5 de la série culte Breaking Bad. Il est ensuite engagé pour mettre en scène le blockbuster Star Wars - Les Derniers Jedi, 8ème épisode de la franchise intergalactique.