Svůj talent objevil Neil Patrick Harris už na škole, kde byl hvězdou téměř všech studentských představení. V patnácti letech si zahrál ve filmu Klářino srdce, kde se objevil po boku slavné Whoopi Goldberg. Následující rok vyhrál Zlatý Glóbus za nejlepší dětský herecký výkon v seriálu Doogie Howser. Zahrál si i v televizní show M.D, která běžela 4 sezóny a skončila roku 1993.
Dále se objevil v několika menších seriálových rolích nebo v komedii Zahulíme, uvidíme. Zlomový bod kariéry nastal v roce 2005, kdy mu byla nabídnuta role v seriálu Jak jsem poznal vaši matku. Postavu Barnyho, milovníka žen a dobrého pití si zamiloval celý svět. Seriál i jeho protagonisté získali mnoho cen a na spoustu dalších byli nominováni. V letech 2007 a 2008 vyhrál zábavný sitcom Emmy a Neil Patrick Harris byl za rok 2009 nominován na Zlatý Glóbus za nejlepší vedlejší roli v televizním seriálu.
Neil Patrick Harris nezáří jen v televizi, ale také na Brodwayi. Může ho vidět jak v činohře, tak v muzikálech. Svůj pěvecký i taneční talent ukázal i několikrát při moderování divadelních cen Tony Awards a Oskarů.
O sexuální orientaci populárního herce se dlouze spekulovalo. Až v roce 2006 vyšel Neil Patrick Harris s pravdou ven. Veřejně oznámil, že jeho partnerem je kolega David Burtka, s nímž později uzavřel registrované partnerství. Slavnému páru porodila náhradní matka dceru Harper a syna Gideona.