Momoa syntyi Honolulussa, Havaijilla, ja kasvoi IowanNorwalkissa. Hän palasi Havaijille vuonna 1998 aloittaen uran mallina. Hän oli Havaijin vuoden malli 1999 ja juonsi vuoden 1999 Miss Teen Hawaii USA -kilpailun.
Momoa esiintyi vuosina 1999–2001 Jason Ioanen roolissa sarjassa Baywatch Hawaii. Vuonna 2005 hän sai Ronon Dexin roolin Stargate Atlantiksessa. Vuonna 2011 Momoa esiintyi kahdessa barbaarin roolissa: Conanina elokuvassa Conan the Barbarian ja khal Drogona HBO:nGame of Thrones -fantasiadraamasarjan ensimmäisellä tuotantokaudella.
Momoalla on vuosina 2007 ja 2008 syntyneet lapset näyttelijä Lisa Bonetin kanssa, minkä lisäksi näyttelijä Zoë Kravitz on Momoan tytärpuoli Bonetin aiemmasta liitosta.[3] Pariskunta oli naimisissa vuosina 2017–2021. He olivat seurustelleet jo vuodesta 2005 lähtien.[4]
Marraskuussa 2008 Momoa joutui losangelesilaisella klubilla sanaharkkaan, jonka päätteeksi häntä iskettiin olutlasilla vasten kasvoja. Särkyneen lasin aiheuttamat haavat vaativat 140 tikkiä ja Momoan kasvoihin jäi välikohtauksesta pysyvät jäljet.[5] Hyökkääjä tuomittiin viiden vuoden vankeusrangaistukseen.[6]