Gavin Warren est né à Houston, au Texas en 2008, le plus jeune fils d'une famille de cinq enfants. Enfant, il jouait du piano et faisait de la gymnastique avant de décider, inspiré par Adam Sandler, qu'il voulait devenir acteur. En 2015, Warren a remporté un concours de jeu d'acteur et de mannequinat, suite à quoi il a été accepté dans une agence d'artistes locale. S'en sont suivis ses premiers rôles dans le court-métrage Two Wongs Make a White et dans le drame cinématographique Back Roads, avant que Warren n'apparaisse dans le film biographique de Damien Chazelle Awakening to the Moon aux côtés de Ryan Gosling en 2018.
Pour se concentrer sur sa carrière d'acteur, Warren a quitté l'école publique pour l'enseignement à domicile. Au cours des années suivantes, il a fait des apparitions dans les séries télévisées Daybreak et NCIS : New Orleans, tandis qu'il endossait des rôles secondaires dans les films Mack (2019), A Hard Problem (2021) et 12 Mighty Orphans (2021). En 2023, il est apparu dans la huitième saison de la série d'horreur Fear the Walking Dead avant de jouer un rôle principal dans le film d'horreur Night Swim l'année suivante.
Ses autres projets cinématographiques annoncés incluent les thrillers The Descendant et Geechee, le film dramatique Unbreakable Boy et le film criminel The Man in the White Van.