Joseph Frank Keaton, dit Buster Keaton, naît à Pickway (Kansas) le 4 octobre 1895. Ses parents, Joe et Myra, sont artistes de variété d’origine irlandaise, et entraînent leur enfant dans leurs numéros. Il fait sa première apparition sur scène à l’âge de trois ans. Véritable casse-cou, Joseph est surnommé « Buster ». Au fil de leurs représentations dans des théâtres de vaudeville et café-concerts, la critique est séduite par le petit Buster.
Après s’être produit avec son père dans une troupe théâtrale itinérante, dans laquelle Buster Keaton tient le rôle principal, il part à New York en 1917, où il fait la connaissance de Roscoe Arbuckle (dit Fatty). Il le rejoint très rapidement dans sa troupe, Comique Films, ayant comme producteur Joseph M. Schenck. Il joue dans seize courts métrages, avec toujours la même équipe (notamment The Butcher Boy, A Reckless Romeo, The Rough House, His Wedding Night en 1917, puis Out West, Good Night Nurse !, The Cook en 1918).
En 1918, Buster Keaton est mobilisé et envoyé en France. De retour en 1919, il crée les Buster Keaton Comedies avec Joseph Schenck.
Les années 20 sont pour Buster Keaton son apogée. Il tourne 19 courts métrages et 12 longs métrages, et se lance ainsi dans la réalisation. Parmi ses courts métrages, on compte par exemple la Maison démontable (One Week) en 1920, Frigo Fegoli (The Play House) en 1921, Frigo à l’Electric Hotel (The Electric House) en 1922. À partir de 1923, ses films sont produits par la MGM, mais Schenck continue à en être le producteur. Cette même année, il tourne Les Trois Âges, une parodie d’Intolerance de D. W. Griffith. En 1924, il réalise La Croisière du navigator (The Navigator), Les Fiancées en Folie (Seven Chances) en 1925, puis le Mécano de la General (The General) en 1926. En 1928, la MGM remplace Joseph Schenck pour la production des films de Keaton, qui perdra peu à peu le contrôle sur ses films.
Accompagné par une nouvelle équipe de tournage et de production, Le Caméraman d’Edward Sedgwick (1928) marque le début de la disgrâce de Keaton. Sedgwick dirige par la suite Buster Keaton dans d’autres films tels que Le Figurant (Spite Marriage, 1929), Le Metteur en scène (Free and Easy, 1930), Buster s’en va-t’en guerre (Doughboy, 1930).
Sa carrière décline avec l’arrivée du parlant dans les années 30. Il traverse une période difficile, devient alcoolique est fait plusieurs cures de désintoxication. Au cinéma, il apparaît à l’écran uniquement par apparition dans les années 40 (Hollywood Cavalcade d’Irwing Cummings, 1939 ; The Villain still pursued her d’Eddie Cline, 1940 ; Et la vie recommence de Cedric Hardwicke, 1943 ; Boulevard du Crépuscule de Billy Wilder, 1950). Il donne une prestation comique remarquée dans Les feux de la rampe de Charles Chaplin (1953).
La profession lui rend hommage en 1959 et l’honore d’un Oscar pour l’ensemble de sa carrière. Les hommages continuent avec une rétrospective Keaton à la Cinémathèque Française en 1962, et en 1965 avec le court métrage The Railrodder de Gerald Potterton, son dernier vrai rôle de film muet, un clin d’œil à sa carrière, et à son personnage de « l’homme qui ne rit jamais ».
Buster Keaton décède le 1er février 1966.