Javier Gutiérrez creció en Ferrol, donde dio sus primeros pasos como actor participando en representaciones teatrales en el colegio y el instituto. Su vocación le llevó a estudiar interpretación en Madrid, donde da sus primeros pasos en el teatro. En el año 2000, con la compañía Animalario, se impulsa su carrera teatral, participando en obras de diversa naturaleza, incluyendo clásicos de Shakespeare como Tito Andrónico.
En televisión, participó en series como Mareas vivas (2000) aunque alcanzó su mayor popularidad con Periodistas, Policías, en el corazón de la calle, Aída, Los Serrano y sobre todo con Aguila Roja. En 2017 estrenó las series Estoy Vivo, en el papel de un policía que vuelve a la vida tras haber sido asesinado por un criminal en serie; y Vergüenza, coprotagonizada por Malena Alterio.
En el cine, Javier Gutiérrez debuta con El otro lado de la cama (2002), comedia dirigida por Emilio Martínez-Lázaro. Continúa su trayectoria en el mundo de la comedia en trabajos como Días de fútbol (David Serrano, 2003); Crimen Ferpecto (Alex de la Iglesia, 2004) o interpretando al Pocholo de El asombroso mundo de Borjamari y Pocholo (2004), película coprotagonizada por Santiago Segura, quien contó con Javier para varias de sus producciones de Torrente.
Su revelación como actor dramático en el cine se produjo con su personaje de Juan, el policía del thriller La isla mínima (2015), en la que comparte protagonismo con Raúl Arévalo como compañero de fatigas detectivescas. Este papel le valió, entre otros muchos galardones, un Goya como Mejor Actor Protagonista, Mejor Actor en los Premios Forqué, o la Concha de Plata al Mejor Actor en el Festival de San Sebastián.
Además, el mismo año estrena Truman (2015), un thriller coprotagonizado por Luis Tosar, con quien volvió a coincidir un año después en 1898, Los últimos de Filipinas (2016) y en el thriller Plan de fuga (2016). También intervino en Assassin’s Creed (2016), una producción de Hollywood protagonizada por Michael Fassbender, y en la que Gutiérrez da vida al inquisidor Torquemada.
También en 2016 participó en El Olivo (2016), película por la que fue nominado al Premio Goya como Mejor Actor de Reparto, y se convirtió en el dictador Francisco Franco en la serie Lo que escondían sus ojos (2016).
Su segundo Premio Goya como Mejor Actor Protagonista le llega por su interpretación de Álvaro, un aspirante a escritor en El Autor (2017), que manipula a sus vecinos para escribir una novela.
En el 2018 se convierte en el entrenador de un equipo de baloncesto formado por discapacitados intelectuales en Campeones, un film dirigido por Javier Fesser, y también acompañó a Adriana Ugarte en Durante la tormenta. En el 2020 estrena en Netflix la película Hogar, dirigida por los hermanos Alex y David Pastor, y con Mario Casas en el reparto. Un año después, también en Netflix, protagoniza Bajocero, interpretando a un policía cuyo furgón de presos es asaltado. En 2021 estrena en Movistar la teleserie Reyes de la noche en el papel del locutor deportivo José María García.
En 2021 continúa protagonizando thrillers como La hija, ambientado en la sierra de Cazorla, o Modelo 77 (2022), film carcelario junto a Miguel Herrán, papel por el que fue de nuevo nominado al Premio Goya al Mejor Actor Protagonista. El mismo año estrena Mañana es hoy, comedia con salto en el tiempo coprotagonizada con Carmen Machi, y en 2023 comparte escena con Adriana Ugarte en Lobo Feroz, una intriga criminal remake de la película Big Bad Wolves.