Elio Germano nasce a Roma nel 1980 da una famiglia originaria di Duronia, in provincia di Campobasso in Molise. Germano esordisce nel cinema all'età di dodici anni come protagonista del film di Castellano e Pipolo Ci hai rotto papà (1992). Durante il liceo scientifico, frequenta per tre anni un corso teatrale presso la scuola di recitazione Teatro Azione, diretta da Isabella Del Bianco e Cristiano Censi. Nel 1999 preferisce abbandonare Giancarlo Cobelli in una tournée teatrale per partecipare al film Il cielo in una stanza di Carlo Vanzina, e da quel momento inizia la sua carriera cinematografica. Conclusa l'esperienza con Vanzina, lavora infatti con registi quali Ettore Scola (Concorrenza sleale), Emanuele Crialese(Respiro), Gianluca Maria Tavarelli (Liberi), Libero De Rienzo (Sangue - La morte non esiste), Giovanni Veronesi (Che ne sarà di noi), Michele Placido (Romanzo criminale), Gabriele Salvatores (Quo vadis, baby?, Come Dio comanda), Paolo Virzì(N (Io e Napoleone), Tutta la vita davanti), Daniele Vicari (Il passato è una terra straniera). La notorietà arriva a seguito dello scandalo provocato da una scena di nudo esplicito nel film di Paolo Franchi (Nessuna qualità agli eroi). Sempre nel 2007, si aggiudica il David di Donatello come miglior attore protagonista con il film di Daniele Luchetti Mio fratello è figlio unico(2007). Nel 2008, con la regia di Francesco Patierno, ha vestito i panni del popolare conduttore e autore radiofonico Marco Baldini, in Il mattino ha l'oro in bocca, film basato sull'autobiografia dello stesso speaker, Il giocatore (ogni scommessa è un debito). Durante un'intervista rilasciata allo stesso Marco Baldini, a Radio Kiss Kiss, Elio Germano ha dichiarato: "Ho cominciato ad amare la radio con Il mattino ha l'oro in bocca". Al cinema affianca partecipazioni a fiction televisive quali Un medico in famiglia 2, Padre Pio, Ferrari, Via Zanardi 33 e Paolo Borsellino. Nel 2010 Germano è protagonista della pellicola La nostra vita, diretta da Daniele Luchetti; unico film italiano in concorso al 63º Festival di Cannes, per il quale viene insignito delpremio per la miglior interpretazione maschile ex aequo con Javier Bardem.
« Siccome i nostri governanti in Italia rimproverano sempre, al cinema, di parlare male della nostra nazione, io volevo dedicare questo premio all'Italia e agli italiani, che fanno di tutto per rendere l'Italia un paese migliore nonostante la loro classe dirigente. »(Elio Germano dopo la vincita del premio come miglior attore al Festival di Cannes 2010) Prima dell'attore romano, l'ultimo italiano ad essersi aggiudicato tale riconoscimento fu Marcello Mastroianni con Oci ciornienel 1987. In seguito Germano ottiene, sempre per il film di Luchetti, il Nastro d'Argento al migliore attore protagonista, ex aequo con Christian De Sica, e il David di Donatello per il miglior attore protagonista. Alla fine del 2010 ha interpretato Folco Terzani, figlio del giornalista Tiziano Terzani, nel film biografico La fine è il mio inizio, diretto da Jo Baier e tratto dall'omonimo libro. Nel 2011 è protagonista di Magnifica presenza con Margherita Buy. Nel 2014 è protagonista del film Il giovane favoloso diretto da Mario Martone.
« Siccome i nostri governanti in Italia rimproverano sempre, al cinema, di parlare male della nostra nazione, io volevo dedicare questo premio all'Italia e agli italiani, che fanno di tutto per rendere l'Italia un paese migliore nonostante la loro classe dirigente. »(Elio Germano dopo la vincita del premio come miglior attore al Festival di Cannes 2010) Prima dell'attore romano, l'ultimo italiano ad essersi aggiudicato tale riconoscimento fu Marcello Mastroianni con Oci ciornienel 1987. In seguito Germano ottiene, sempre per il film di Luchetti, il Nastro d'Argento al migliore attore protagonista, ex aequo con Christian De Sica, e il David di Donatello per il miglior attore protagonista. Alla fine del 2010 ha interpretato Folco Terzani, figlio del giornalista Tiziano Terzani, nel film biografico La fine è il mio inizio, diretto da Jo Baier e tratto dall'omonimo libro. Nel 2011 è protagonista di Magnifica presenza con Margherita Buy. Nel 2014 è protagonista del film Il giovane favoloso diretto da Mario Martone.