Troy Garity est le fils de l'actrice
Jane Fonda et de l'activiste politique Tom Hayden (en). Il est le petit-fils de
Henry Fonda, le neveu de
Peter Fonda et le cousin de
Bridget Fonda. Née de l'union de Jane Fonda et de
Roger Vadim, Vanessa Vadim (en) est sa demi-soeur.
Garity est le nom de famille de sa grand-mère paternelle, tandis que ces deux prénoms ont été choisis en référence à deux activistes militants, comme l'explique son père, dans sa biographie :
« Nommer mon fils Troy O'Donovan Garity a été un acte de nostalgie. Mon épouse et moi ne voulions pas choisir entre nos noms de famille publics, aussi avons nous choisi Garity afin de faire perdurer le nom irlandais de ma mère. Troy a été une américanisation du nom d'un jeune vietnamien, Nguyen Van Troi (en), accusé de conspiration en vue de tuer des fonctionnaires américains. Bien que je regrette l'association, si bien sûr c'était vrai, tout ce que je savais de Troi, à l'époque, était que sa mort a été exceptionnellement courageuse, un geste de sacrifice contre toute attente O'Donovan était pour un militant irlandais du XIXe siècle, O'Donovan Rossa (en) ».
À huit ans, il fait une courte apparition, non créditée, dans La Maison du lac dont les rôles principaux sont tenus, entre autres, par sa mère et son grand-père. Il quitte la Californie pour New York afin d'étudier à l' American Academy of Dramatic Arts puis, ses études terminées, revient dans sa ville natale. En 2000, il tient le rôle de son père dans Steal This Movie, film sur la vie de
Abbie Hoffman, l'un des fondateurs du Youth International Party, puis est au générique, en 2001 de Perfume de Tom Tykwerde et
Bandits de
Barry Levinson. En 2002, il est Isaac Rosenberg dans
Barbershop et dans la suite en 2004, Barbershop 2: Back in Business.
Pour son interprétation dans Soldier's Girl en 2003, il est nommé pour le Golden Globe Award du meilleur acteur dans un film musical ou une comédie. En 2004, il est Luc, aux côtés de
Pierce Brosnan,
Woody Harrelson,
Salma Hayek, dans le film Coup d'éclat, puis, en 2007, il interprète Harvey, dans le film de science fiction
Sunshine et le commandant israélien Avner Less dans Eichmann, de Robert Young.
En 2008, il figure au générique de Lake City, de Perry Moore (en) et de Winged Creatures, de l'Australien Rowan Woods (en).