Justus von Dohnányi, geboren 1960 in Lübeck, studierte Schauspiel in Hamburg. 1985 wurde er Ensemblemitglied des Schauspielhauses Frankfurt und wechselte 1988 an das Hamburger Thalia Theater, wo er von 1988 bis 1997 festes Ensemblemitglied war. Er trat in ausgewählten Fernsehfilmen auf, darunter "Todfeinde – Die falsche Entscheidung" (1998, von Oliver Hirschbiegel), "Jack's Baby" (1998, Regie Jan Josef Liefers), "Wambo" (2000, Regie Jo Baier), "Enigma – Eine uneingestandene Liebe" (2005, Regie Volker Schlöndorff) und "Der Tote am Strand" (2005, Regie Martin Enlen).
Seine erste Kinorolle übernahm er an der Seite von Robin Williams in Peter Kassovitz' Neuverfilmung des Jurek-Becker-Romans JAKOB DER LÜGNER (1998). Seitdem war von Dohnányi in zahlreichen Filmen zu sehen wie BONHOEFFER – DIE LETZTE STUFE (1999, Regie Eric Till), Constantin Costa-Gavras' DER STELLVERTRETER (2002), DER UNTERGANG (2003, Regie Oliver Hirschbiegel), NAPOLA – ELITE FÜR DEN FÜHRER (2003, Regie Dennis Gansel). Er gehörte als Captain Nicoli zu den Gegenspielern von James Bond (Pierce Brosnan) in THE WORLD IS NOT ENOUGH (James Bond 007 – Die Welt ist nicht genung, 1998). In Heinrich Breloers BUDDENBROOKS (2007) übernahm er die entscheidende Rolle des Bendix Grünlich, in Oskar Roehlers JUD SÜSS – FILM OHNE GEWISSEN (2010) die des Nazi-Regisseurs Veit Harlan. Außerdem war er in DAS LEBEN IST ZU LANG (2009, Regie Dani Levy) zu sehen, in Sebastian Groblers DER GANZ GROSSE TRAUM (2010) sowie Kaspar Heidelbachs TV-Film "Es liegt mir auf der Zunge" (2008), über den ersten deutschen Fernsehkoch Clemens Wilmenrod, "Hindenburg" (2010, Regie Philipp Kadelbach), "Stralsund – Außer Kontrolle" (2010, Regie Martin Eigler) und "Unter Verdacht" (2010, Regie Ed Herzog).
Im Sommer 2006 gab Justus von Dohnányi sein Regiedebüt mit der schwarzen Komödie BIS ZUM ELLENBOGEN, die während der Fußball-Weltmeisterschaft entstand. In dem Road Movie spielen seine Freunde Jan Josef Liefers und Stefan Kurt mit. Er zeichnete auch als Produzent und Drehbuchautor verantwortlich und wurde 2008 für den Deutschen Filmpreis als Bester Nebendarsteller nominiert. Für seine sensationelle Leistung als Gefängniswärter in Oliver Hirschbiegels Kinoerfolg DAS EXPERIMENT (2000) wurde Justus von Dohnányi 2001 mit dem Deutschen Filmpreis für die Beste Nebenrolle ausgezeichnet. Auch die Rolle des Schlagersängers Bruce Berger im ersten Teil von MÄNNERHERZEN brachte ihm 2010 den Deutschen Filmpreis als Bester Nebendarsteller ein.