Né en Angleterre, ses parents (son père un pilote néo-zélandais, sa mère une institutrice britannique) ont migré à Geelong en Australie quand il avait 3 ans. Il est notamment le neveu de Gene Hackman mais a toujours refusé d'être "pistonné" à Hollywood. Son père est mort dans un accident d'avion quand il avait 9 ans.

Pearce a toujours été intéressé par le jeu d'acteur, et s'est distingué par ses imitations d'accents. Dans sa jeunesse, il a débuté sa carrière par plusieurs pièces de théâtre et est entré ensuite à la télévision pour jouer dans le feuilleton télévisé Les Voisins en 1985. Sa première percée remarqué fut dans le film Priscilla, folle du désert en 1994 dans le rôle d'une drag queen. Depuis, il est apparu dans plusieurs productions américaines; en particulier L.A. Confidential, Vorace, L'Enfer du devoir (Rules of engagement), Memento, La Vengeance de Monte-Cristo , Deux Frères et La Machine à explorer le temps. Tout en continuant à jouer dans des pièces et films australiens comme The Hard Word (2002) et à construire sa maison à Melbourne.