Nacido en Buenos Aires, con tan sólo 5 años se traslada a España junto a su madre, la actriz Cristina Rota. Con ella comenzaría sus estudios de interpretación, que más tarde completaría en Estados Unidos, con Uta Hagen. Desde muy joven alterna el teatro con el cine en una ya muy amplia experiencia profesional.

Nominado al Goya 1992 como mejor actor revelación por su papel en Historias del Kronen, la película de Montxo Armendáriz, con la que se dio a conocer entre el gran público, en su trayectoria cuenta ya con más de 20 películas de éxito entre las que destacan títulos como Obaba (2005) o Silencio Roto (2001), también de Armendáriz; Roma (2004) y Martin (Hache) (1997), de Adolfo Aristarain; Los Abajo Firmantes (2003) de Joaquín Oristrell; El Caballero Don Quijote (2002), de M. Gutiérrez Aragón; Plenilunio (2000), de Imanol Uribe; Asfalto (1999), de Daniel Carlparsoro; Pasos de Baile (2002), de John Malkovich o su colaboración en 1492, La Conquista del Paraíso, de Ridley Scott.

Sus últimos trabajos son Bordertown, de Gregory Nava y La Fiesta del Chivo, de Luis Llosa.

En VETE DE MI, Juan Diego Botto se transforma en el personaje de "Guillermo", en un vago patológico y mentiroso compulsivo, en el hijo pródigo que regresa a casa del padre para seguir viviendo del cuento...