Figlio di Susan e Charles Manganiello, Joe è un miscuglio di etnie diverse: ha origini siciliane e campane da parte di padre (quel cognome dal suono così italianeggiante non vi diceva nulla?) e austriache e armene da parte di madre. La sua presenza non è una di quelle che passano inosservate, per questo Hollywood gli ha sempre appioppato personaggi da sex symbol, consacrandolo a quel ruolo.
Ha un fratello minore, Vincenzo, che ha studiato come lui in una scuola cattolica. Durante l'adolescenza il talento negli sport dell'attore di True Blood, Joe Manganiello è evidente: a football, basket e pallavolo eccelle. Ma non rinuncia anche a quella che si rivelerà un'altra grande passione: la recitazione. Lo vediamo infatti impegnato nel musical scolastico Oklahoma!
Dopo una serie di infortuni sportivi, decide di fare di necessità virtù e prova a diventare un attore. La Carnegie Mellon School of Drama non lo accetta e lui si iscrive all'Università di Pittsburgh. L'anno dopo, però, ci riprova e questa volta viene ammesso: si laurea nel 2000 con un BFA in recitazione.
L'attore di Spiderman, Joe Manganiello si presentò al provino per la parte di Peter Parker, ma ottenne quella di Flash. Anche la tv inizia a notarlo: lo vediamo in Las Vegas, CSI: Scena del crimine, Close to Home – Giustizia ad ogni costo, So NoTORIous, nella telenovela American Heiress, E.R. – Medici in prima linea, One Tree Hill, How I Met Your Mother, e infine in True Blood. È proprio grazie al ruolo di Alcide in True Blood, che la sua popolarità cresce esponenzialmente.
Ha prestato la voce come narratore ad alcuni audiobook e ha cantato in diversi cori, a dimostrazione che non è solo un bel fisico, ma anche una bella voce. E anche una bella anima: è sostenitore del The Art of Elysium, un'organizzazione no-profit che incoraggia gli artisti a fare volontariato con i bambini che stanno combattendo gravi patologie e di Until There's a Cure, che lotta contro l'HIV/AIDS.
Uno degli "uomini viventi più sexy" non poteva sposare altri che una donna bellissima e affascinante come Sofia Vergara, che ha sposato nel 2015. "Sono diventato l'uomo che sognavo di essere, e il risultato è stato che ho incontrato la donna dei miei sogni", ha raccontato.