Josh Hutcherson sabia, desde os quatro anos, que queria ser ator. Para perseguir esse objetivo, Josh e sua família se mudaram para Los Angeles quando ele tinha nove anos.

Em 2002, Josh conseguiu seu primeiro papel de atuação no filme para TV House Blend (2002), com Amy Yasbeck, Dan Cortese e Sean Faris. No mesmo ano, Josh foi escalado para o piloto Becoming Glen (2002), mas a Fox não o transformou em série (embora, vários anos depois, ele tenha sido reconfigurado como a série de curta duração The Winner (2007), estrelada por Rob Corddry e coescrita/produzida por Seth MacFarlane). No final de 2002, Josh apareceu em um episódio de ER (1994).

Josh fez sua estreia no cinema, em 2003, com uma pequena participação em American Splendor (2003), indicado ao Oscar. Sua carreira começou sua ascensão medida em 2005 com um papel coadjuvante como um dos filhos de Will Ferrell em Kicking & Screaming (2005), um papel de co-protagonista no sucesso indie Little Manhattan (2005), e outro papel de co-protagonista em Zathura: A Space Adventure (2005), que foi originalmente concebido como uma sequência de Jumanji (1995). Apesar do desempenho abaixo do esperado nas bilheterias, "Zathura" ajudou Josh a ganhar seu primeiro Young Artist Award de "Melhor Ator Jovem".

2006 viu retornos maiores para a crescente carreira cinematográfica de Josh com um papel como um dos filhos de Robin Williams no modesto sucesso RV (2006). No ano seguinte, ele conseguiu seu primeiro papel de destaque em Bridge to Terabithia (2007), a adaptação aprovada pelas crianças do romance de Katherine Paterson que co-estrelou AnnaSophia Robb, cuja carreira também estava decolando na época.

Josh estrelou como sobrinho de Brendan Fraser em outro sucesso de filme familiar, Journey to the Center of the Earth (2008), e teve um papel menor no drama estilo Crash, Fragments (2008), embora a essa altura seu rosto e nome já estivessem sendo usados em materiais de marketing de filmes. Embora não tenha sido um sucesso, o personagem de Josh em Cirque du Freak: The Vampire's Assistant (2009) serviu como um importante dispositivo de enredo no início da história.

Em 2010, Josh co-estrelou o aclamado filme The Kids Are All Right (2010), ao lado de Annette Bening, Julianne Moore, Mark Ruffalo e Mia Wasikowska. O filme recebeu vários prêmios e quatro indicações ao Oscar, incluindo Melhor Filme. A atuação de Josh como o filho mais novo de uma família, liderada por duas mães, rendeu-lhe elogios do público e da indústria. Josh seguiu com um papel expandido em Journey 2: The Mysterious Island (2012), que viu Dwayne Johnson assumir como personagem principal de Brendan Fraser. Entre o poder das estrelas e o fascínio do 3D, a sequência foi um sucesso mundial e um terceiro filme está em desenvolvimento.

Com o anúncio de que ele interpretaria o amado "Peeta Mellark" em The Hunger Games (2012), a adaptação cinematográfica do romance best-seller escrito por Suzanne Collins, Josh se tornou uma celebridade instantânea. Na esteira do enorme sucesso mundial do filme, Detention (2011), uma comédia de terror que Josh fez antes de "The Hunger Games", foi lançada. Josh também foi produtor executivo desse longa.

Antes de Josh reprisar seu papel como "Peeta" em The Hunger Games: Catching Fire (2013), nós o veremos no remake há muito adiado de Red Dawn (2012); no filme omnibus 7 días en La Habana (2011) (também conhecido como "7 Days in Havana") (o segmento de Josh foi dirigido por Benicio Del Toro); em The Forger (2012), ao lado de Lauren Bacall, Alfred Molina e Hayden Panettiere; e no animado Epic (2013), do co-diretor de Ice Age (2002) (e voz de "Scrat"), Chris Wedge.