Se formó en la Rhode Island School of Designe y se especializó en la ilustración de libros infantiles.
Trabajó con el sello Bisonhos, donde produjo The Houdini Box. Obtuvo la Medalla Caldecott por The Dinosaurs of Waterhouse Hawkins en 2002 y luego llegaron otros galardones: el premio Texas Bluebonnet, el Rhode Island Children's Book y el Christopher.
Se hizo enormemente popular cuando ganó en 2008 la Medalla Caldecott por su obra The Invention of Hugo Cabret, obra que fue adaptada al cine por el director Martin Scorsese en noviembre de 2011.
Sus últimas obras son: Wonderstruck (2011) y The Marvels (2015).