Juno Temple wurde als Tochter des Regisseurs Julien Temple und der Produzentin Amanda Temple geboren. Sie besuchte die Bedales School und das King’s College in Taunton. Ihre Karriere begann sie im Alter von acht Jahren in dem von ihren Eltern produzierten Film Vigo: Passion for Life. Sie erntete Kritikerlob für ihre einzelnen Nebenrollen. Ihr Auftritt in Abbitte wurde als „eindrucksvoll“ bezeichnet. Sie trat auch in Kid Harpoons Musikvideo Milkmaid auf.
Ihren ersten großen Blockbuster drehte sie an der Seite von Jack Black und Michael Cera im Film Year One – Aller Anfang ist schwer. Während der Dreharbeiten zu diesem Film bekam sie auch die Rolle der Di Radfield im Film Cracks der Regisseurin Jordan Scott angeboten, die sie ebenfalls annahm. Cracks war bereits ihr dritter Film, der in den 1930er Jahren spielt. Als sie darauf angesprochen wurde, gab sie zur Antwort: „I seem to be a ‘30s chick! Born in the wrong time!“ (zu Deutsch etwa: „Ich schein ein 30er-Jahre Mädchen zu sein! Zur falschen Zeit geboren!“)
Juno Temple war bis 2016[1] mit dem US-amerikanischen Schauspieler Michael Angarano liiert, den sie 2012 bei den Dreharbeiten zu The Brass Teapot kennenlernte. Sie lebt in Los Feliz in Los Angeles.