Jest najmłodszym synem Rity i Eamona Farrella, irlandzkiego piłkarza i footballisty grającego w latach 60. w reprezentacji irlandzkiego klubu Shamrock Rovers. Ma jednego brata Emmona Farrella Jr. i dwie siostry – Catherine (ur. 1971) i Claudine (ur. 1973). Dorastał w Castleknock. Studiował aktorstwo w Gaiety School of Drama w Dublinie. Brał udział w przesłuchaniu dla kandydatów do irlandzkiego zespołu Boyzone, ale jego kandydatura została odrzucona, gdyż pozostali członkowie grupy bali się, że Farrell zdominuje cały boysband. Przez rok źródłem jego utrzymania był taniec w stylu westernowym. Potem wyjechał do Australii i został aktorem. Po raz pierwszy pojawił się na srebrnym ekranie w serialu BBC Ballykissangel (1996). Niepostrzeżenie po roli w dramacie wojennym Kraina tygrysów (Tigerland, 2000) zdobył opinię jednego z najzdolniejszych aktorów młodego pokolenia oraz nagrodę krytyków filmowych w Bostonie i Londynie. Zwrócił na siebie uwagę krytyków w kolejnych filmach. Swój talent aktorski potwierdził rolą pilota uwięzionego przez Niemców w dramacie wojennym Wojna Harta" ("Hart's War, 2002), otrzymując Złoty Puchar na festiwalu filmowym w Szanghaju. Za rolę w tym filmie zainkasował 2,5 mln dolarów. Następnie został zaangażowany przez Stevena Spielberga w filmie Raport mniejszości (Minority Report, 2002), gdzie u boku Toma Cruise'a zagrał postać detektywa. Rok 2003 przyniósł mu udział w pięciu produkcjach: Rekrut (The Recruit), Intermission, S.W.A.T. Jednostka Specjalna (S.W.A.T.), Veronica Guerin czy w ekranizacji słynnego komiksu, Daredevil. Kiedy Oliver Stone obsadził go w nominowanej do antynagrody Złotej Maliny tytułowej roli króla Macedonii w historycznej epopei Aleksander (Alexander, 2004), Farrell dostał za główną rolę 15 milionów dolarów, po czym stwierdził, że dziwnie się czuje, gdy na jego konto wpływają takie sumy. Ale nie przeszkodziło mu to narazić producentów filmu na jeszcze większe koszty, gdy musieli pokryć jego rachunek za alkohol i zdemolowanie hotelu Le Meridien w Marrakeszu. Po tym wybryku zażądano od Farrella poddania się kuracji odwykowej. Całkowita abstynencja była też warunkiem jego zaangażowania do roli detektywa Jamesa 'Sonny'ego' Crocketta w filmie sensacyjnym Policjanci z Miami (Miami Vice, 2006). Był żonaty z Amelią Warner (od 17 lipca 2001 do listopada tego samego roku). Spotykał się m.in. z Britney Spears (2003), Demi Moore, Lindsay Lohan i Angeliną Jolie, Nicole Narain, aktorką Maeve Quinlan, modelką Hazel Kareswarren (w kwietniu 2003) oraz z modelką Kim Bordenave (2002), z którą ma syna Jamesa (ur. 12 września 2003). Pozostał w stanie kawalerskim. Jest utalentowany, młody i zabójczo przystojny. Mówi się o nim, iż jest wschodzącą gwiazdą Hollywood. Sam Colin, uśmiecha się szelmowsko i mówi, że bawi go to całe zamieszanie wokół jego osoby. Żartuje, iż jeżeli to wszystko się skończy, wróci do rodzinnego Dublina i założy kiosk z frytkami.