Né à Austin au Texas le 6 novembre 1970, Ethan passe son enfance en Nouvelle-Angleterre avant de se fixer à Princeton (New Jersey), où il suit ses premiers cours de comédie au Mc Carter Theater. Au cours de ses études secondaires, il interprète de nombreux spectacles, dont Roméo et Juliette et La ménagerie de verre de Tennessee Williams, et assure sa 1ère prestation professionnelle dans St Joan.
Il débute à Hollywood à 14 ans dans Explorers de Joe Dante et décroche 4 ans plus tard le rôle de Todd Anderson dans Le cercle des poètes disparus de Peter Weir. Après un stage au sein de la British Theatre Association, il interprète le fils de Ted Danson dans Mon père, puis entre à l'Université Carnegie Mellon de Pittsburgh.
Vedette depuis l'âge de 20 ans, il a confirmé ses qualités de comédien dans des films aussi divers que Croc-Blanc de Randal Kleiser, Les Survivants de Frank Marshall, Generation 90 de Ben Stiller, avec Winona Ryder, la comédie romantique de Richard Linklater Before Sunrise avec Julie Delpy, The velocity of Gary de Dan Ireland avec Salma Hayek. Outre les titres déjà cités, il a participé à 2 longs métrages expérimentaux de Richard Linklater : Tape (Tourné en numérique) et le film d'animation infographique Waking Life.
Il a également tourné dans le Hamlet contemporain de Michael Almereyda, où il avait pour partenaires Kyle MacLachlan, Bill Murray et Sam Shepard, et a retrouvé Richard Linklater et Julie Delpy sur Before Sunset. En 2007, il fait partie du casting de 7h58 ce samedi-là. En mars 2009, il joue avec Vincent d'Onofrio pour Little New York.
Il fait ses débuts de réalisateur avec un court-métrage, Straight to One, dans lequel il dirigeait Josh Hamilton. Il est passé au long métrage en 2001 avec Chelsea Walls, un drame intimiste interprété par Uma Thurman. Ses talents touchent aussi à l'écriture. Il est l'auteur de 2 romans, The hottest state, publié en 1996, et Manhattan Story, publié en 2002.
En 2010, on le retrouve à l'affiche du film d'épouvante/Science fiction Daybreakers des frères Spierig aux côtés de Sam Neill et Willem Dafoe. Il y tient le rôle du vampire Edward Dalton, qui va jouer un rôle essentiel dans le sauvegarde de l'espèce humaine.
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