Urodził się i wychował w dzielnicy południowego Chicago jako syn Nicolasy, pracownicy socjalnej, i Eleuterio Peñy, pracownika fabryki. Rodzice Pena byli pierwotnie rolnikami i wyemigrowali z Meksyku; Jego ojciec był z Villa Purificación w Jalisco, a matka pochodziła z Charcas w San Luis Potosí. Zaraz po szkole średniej Hubbard High School, podjął dobrze płatną pracę w banku. Wtedy jeden z jego przyjaciół zaczął namawiać go do wzięcia udziału w castingach filmowych. Swoją karierę aktorską rozpoczął od udziału w serialach telewizyjnych: Nowojorscy gliniarze, Ostry dyżur, Dotyk anioła i Siódme niebo. Na dużym ekranie zadebiutował w produkcji kina niezależnego – dramacie Running Free (1994). W 2000 r. zagrał rolę w swoim pierwszym filmie hollywoodzkim – 60 sekund z Nicolasem Cage’em i Angeliną Jolie w rolach głównych. Pierwszą w swojej karierze rolę główną zagrał w 2006 w filmie opartym na faktach w dramacie Olivera Stone’a World Trade Center jako Will Jimeno − jeden z dwóch policjantów uwięzionych w ruinach World Trade Center po ataku terrorystycznym 11 września 2001. Zamieszkał w Los Angeles. W wolnych chwilach gra w zespole na gitarze basowej. Ożenił się z Brie Shaffer. Peña został wyznawcą scjentologii. W 2008 urodził się syn pary Roman.