All'età di nove anni, ottiene il suo primo ruolo in un film indipendente; successivamente recita una piccola parte in A Time for Dancing e nel 2001 ricopre un ruolo minore in 15 minuti - Follia omicida a New York con Robert De Niro e Edward Burns. Sempre nel 2001 lavora al fianco di Morgan Freeman in Nella morsa del ragno e con Anthony Hopkins in Cuori in Atlantide; per quest'ultimo film ha ricevuto critiche lusinghiere e ha ottenuto uno Young Artist Award. In seguito lavora in alcune serie TV come Taken e Huff con Hank Azaria. Nel 2006 fa parte del cast del film di Nick Cassavetes Alpha Dog. Nel 2007 è il protagonista di una commedia sui problemi adolescenziali, in cui collabora con l'attore Robert Downey Jr. nel film Charlie Bartlett.

Nel 2009 viene scritturato in due film importanti: interpreta infatti il ruolo di Pavel Chekov nell'undicesimo film di Star Trek, prodotto e diretto da J. J. Abrams,[3] e il ruolo di Kyle Reese in Terminator Salvation di McG. In seguito presta la voce al personaggio di Tontolone nel film in tecnica mista dedicato ai Puffi, e intitolato per l'appunto I Puffi, uscito nel 2011. Successivamente riprende il ruolo di Pavel Chekov in Into Darkness - Star Trek (2013) e Star Trek Beyond (2016).

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