Dopo aver passato l'adolescenza con gli amici, divertendosi e praticando surf, Adam riesce a convincere i suoi genitori ad iscriverlo al college a Los Angeles, dopo la maturità, ma invece di impegnarsi negli studi, decide di frequentare dei corsi di recitazione e firmare un contratto con un agente. Subito dopo ha una parte in una serie televisiva della NBC, Growing Up Brady e nei telefilm di culto di MTV Boys and Girls e Undressed, ma anche in Una mamma per amica e Once and Again.
Nel cinema ha cominciato a recitare in piccole parti, tra l'altro nei film The Ring, Missing Brendan e American Pie 2. A portarlo alla ribalta è però un ruolo che sembra essergli stato cucito addosso, quello di Seth Cohen, adolescente viziato e solitario del telefilm The O.C.. Il personaggio di Seth riscuote subito una notevole popolarità tra gli adolescenti, che seguono con passione per tutte e quattro le stagioni del serial le sue vicende sentimentali con la bella Summer Roberts (Rachel Bilson); sebbene nella vita reale Adam abbia invece avuto una relazione con Misha Burton, l'attrice che interpreta la tormentata vicina di casa di Seth, Marissa Cooper.
Sfruttando la popolarità del serial, l'attore dal fascino del bravo ragazzo non ci mette molto ad ottenere le prime partecipazioni in film di rilievo, come Mr. & Mrs. Smith e Thank You for Smoking. Suo bersaglio privilegiato sono però soprattutto produzioni in cui può far valere l'attrattiva suscitata nei confronti delle adolescenti: dal sentimentale Il bacio che aspettavo ( in cui è affiancato da un altro idolo del momento, la bella Kristen Stewart), alle commedie demenziali The Ten - I dieci comandamenti come non li avete mai visti e Smiley Face; fino ad arrivare al cult-movie generazionale Jennifer's Body, dove è un rocker che finisce tra le braccia della "mostruosa" Megan Fox (a lungo si è vociferato su una possibile loro relazione nata sul set). Nel frattempo trova anche il tempo per coniugare l'attività di attore con quella di batterista per il gruppo Big Japan e di autore della serie a fumetti "Red Menace". Torna al registro comico in Poliziotti fuori - Due sbirri a piede libero di Kevin Smith, ma poi si lascia sedurre dalla commedia sentimentale indipendente The Romantics di Galt Niederhoffer. Wes Craven l'ho ha invece reclutato per riaggiornare la saga horror di Scream con un quarto capitolo.
2010 Candidatura Miglior attore in un film horror/thriller per Jennifer's Body
2006 Premio Miglior attore in una serie televisiva dramma per The O.C.
2005 Premio Miglior attore in una serie televisiva dramma per The O.C.
2005 Premio Migliore 'coppia' televisiva per The O.C.
2004 Premio Miglior attore in una serie televisiva dramma per The O.C.
2004 Candidatura Miglior rivelazione televisiva maschile per The O.C.
2020 Recitazione
2019 Recitazione
2018 Recitazione
2017 Recitazione
La star di The O.C. ha pubblicamente sostenuto il periodo d'oro del collega nella serie, dopo il successo di Nobody Wants This.
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20 anni fa andava in onda negli Usa la series premiere di The O.C., il teen drama che cambiava per sempre il concetto di epicità visto nel genere attraverso le (dis)avventure di un gruppo di ragazzi nell'assolata California. Destinato a diventare un cult che ci portiamo dietro ancora oggi.