Логан Лерман родился 19 января 1992 года в Беверли-Хиллз, штат Калифорния, США, в еврейской семье. Мать Лермана, Лиса (урождённая Голдман), работает его менеджером, а отец, Ларри Лерман — бизнесмен. Окончил школу (англ. Beverly Hills High School).

Логан говорит, что стал испытывать интерес к актёрскому искусству лет с пяти и что он вырос на фильмах. Большинство его родственников работают в сфере медицины, поэтому в интервью в шутку называет себя «паршивой овцой». Ему интересно всё, что связано с киноиндустрией. В дальнейшем Лерман хочет попробовать себя во всех ипостасях, связанных с киноиндустрией.

С самого детства снимался в рекламе, а в кино дебютировал в 2000 году, снявшись в роли сына героя Мэла Гибсона в фильме «Патриот». В том же году вместе с Гибсоном снялся в фильме «Чего хотят женщины».

В 2001 году играет персонажа Адама Гарсии в детстве в «Сильной женщине», а в фильме 2004 года «Эффект бабочки» играет персонажа Эштона Кутчера в детстве. В 2003 году Логан снялся в двух телефильмах, и одна из ролей приносит ему победу на кинопремии «Молодой актёр» в номинации Лучший молодой актёр телефильма. Актёрская работа в телесериале «Джек и Бобби» также приносит в 2005 году победу на кинопремии «Молодой актёр». В 2006 году главная роль в фильме «Крик совы» приносит ещё одну победу на кинопремии «Молодой актёр», но уже в номинации Лучший молодой актёр кинофильма.

В 2007 году снимается вместе с Джимом Керри в фильме Джоэла Шумахера «Роковое число 23», а также в «Поезде на Юму» с такими актёрами, как Рассел Кроу, Кристиан Бэйл и Бен Фостер. В 2009 году играет Джорджа Хэмилтона в «Мой единственный», в котором Рене Зеллвегер играла его мать. В 2010 сыграл Перси Джексона, сына Посейдона в фильме Криса Коламбуса «Перси Джексон и похититель молний», основанном на книге Рика Риордана. За эту роль был номинирован вместе с Джейком Абелем, сыгравшем сына Гермеса, на «MTV Movie Awards» в категории Лучшая драка