Né le 2 septembre 1964 à Beyrouth, son prénom signifie en hawaien "brise fraiche sur les montagnes". Son père Samuel, hawaien, est géologue et sa mère Patricia est showgirl. Keanu Charles Reeves passe son enfance en Australie jusqu'au divorce de ses parents. Il part alors avec sa mère et ses deux soeurs à New York avant de s'installer à Toronto, où il débute à l'âge de 16 ans dans la série télévisée Hanging In.
Après deux apparitions dans Flying et Youngblood, aidé pour ce rôle par sa passion et sa pratique du hockey sur glace dont il tient d'ailleurs son surnom The Wall, il se fait remarquer dans un rôle d'adolescent à la dérive River's Edge de Tim Hunter puis incarne aux côtés de Uma Thurman le chevalier Danceny dans Les liaisons dangeureuses de Stephen Frears.
Après des productions hollywoodiennes comme Portrait craché d'une famille modèle de Ron Howard et Je t'aime à te tuer de Lawrence Kasdan, il remporte un large succès critique en incarnant le héros bisexuel de My Own Private Idaho puis partage avec Patrick Swayze la vedette du film d'action de Kathryn Bigelow Point Break - Extrême limite, ce qui lui assure un statut d'acteur de premier plan.
Il interprète ensuite Jonathan Harker dans le flamboyant Dracula de Francis Coppola, donne la réplique à Emma Thompson, Denzel Washington et Michael Keaton dans Beaucoup de bruit pour rien de Kenneth Branagh et incarne le Prince Siddhartha dans Little Buddha de Bernardo Bertolucci avant d'être consacré par Speed, gros succès du cinéma d'action des années 90. Il refuse les dix millions de dollars proposés pour jouer dans Speed 2 : Cap sur le danger afin de partir en tournée avec son groupe de rock, The Dogstar, dans lequel il est bassiste.
S'ensuit une traversée du désert ponctuée de films peu concluants autant d'un point de vue commercial que critique, comme Johnny Mnemonic (première incursion dans le cyber-punk), Les vendanges de feu d'Alfonso Cuaron, Poursuite avec Rachel Weisz ; de films indépendants (Feeling Minnesota, avec Cameron Diaz), et d'un trio diabolique avec Al Pacino et Charlize Theron pour L'associé du diable.
En 1999 il incarne le héros Neo, héros du Matrix des frères Wachowski. Le film est un carton international adoubé par la majorité des critiques qui y voit une révolution du cinéma, label jeux vidéo-techno-effets numériques, et certains n'hésitent pas à en faire le Star Wars des années 2000. Le film connaît deux autres suites, Matrix : Reloaded et Matrix : Revolutions.
Il apparaît aussi aux côtés de Diane Keaton et Jack Nicholson dans la comédie de Mike Meyers, Tout peut arriver, dans le rôle d'un médecin, puis retrouve l'univers de la science fiction pour Constantine et A scanner darkly de Richard Linklater (2006), inspiré de Philip K. Dick.
En 2008 il intègre la police de Los Angeles aux côtés de Forrest Withaker dans Au bout de la nuit.
