Billy Magnussen voksede op i Cumming, Georgia, og er uddannet fra University of North Carolina School of the Arts. 

Magnussen fik sit gennembrud på Broadway i 2013 med rollen som Spike i Vanya and 'Sonia and Masha and Spike', hvilket indbragte ham en Tony-nominering. Han har siden medvirket i film som Into the Woods (2014), Game Night (2018) og Aladdin (2019), samt tv-serier som 'Made for Love' (2021), hvor han spillede den excentriske tech-mogul Byron Gogol.