Актёрский дебют Тоби Магуайра в полнометражном фильме состоялся в 1989 году — он сыграл эпизодическую роль в фильме «Волшебник». В возрасте тринадцати лет Тоби бросил школу и стал подрабатывать, снимаясь в рекламных роликах. Затем появился в нескольких телесериалах (на съёмках одного из них он познакомился и подружился с другим начинающим актёром — Леонардо ди Каприо), а в 1993 году дебютировал в драме «Жизнь этого парня» с Робертом де Ниро и Эллен Баркин в главных ролях.
Впервые Тоби Магуайра заметили после драмы Энга Ли «Ледяной ветер» (1997). В 1998 году он снялся в эпизодической роли автостопщика в фильме «Страх и ненависть в Лас-Вегасе». Затем последовали удачные работы в картинах «Плезантвиль» (1998), «Правила виноделов» (1999) и «Вундеркинды» (2000).
Мировая известность пришла к Тоби Магуайру после того, как в 2002 году вместе с Кирстен Данст, Джеймсом Франко и Виллемом Дефо он исполнил главную роль в фильме «Человек-паук» по мотивам знаменитого комикса. В 2004 году последовал сиквел «Человек-паук 2», ещё более удачный как с коммерческой точки зрения, так и по оценкам критиков. В 2007 году вышел «Человек-паук 3: Враг в отражении», получивший отрицательные отзывы, но заработавший в прокате больше всего денег, при, соответственно, и самом большом бюджете. Во время съёмок третьего «Паука» у Тоби родилась дочь. Сначала Магуайр отказывался сниматься в третьей части, и роль планировали отдать Джейку Гилленхаалю, с которым Магуайр впоследствии снялся в фильме «Братья» (2009) и был номинирован за эту роль на «Золотой глобус». В 2006 вышла ещё одна заметная картина с участием Магуайра — «Хороший немец» Стивена Содерберга.
Среди последних работ Тоби Магуайра — роль в драме «Великий Гэтсби» по роману Фрэнсиса Скотта Фитцджеральда.
В апреле 2006 года Магуайр обручился с Дженнифер Мейер, дизайнером ювелирных украшений и дочерью продюсера киностудии Universal Studios Рона Мейера. Пара воспитывает двоих детей — сына и дочь. Тоби Магуайр придерживается веганской системы питания, не носит кожу и мех и, по слухам, не разрешает своим гостям приходить в его дом в такой одежде.
