Il grandit dans le 20e arrondissement de Paris ; chaudronnier de formation, il fut serveur puis apprenti pâtissier. Le hasard l’amène vers le cinéma. Alors qu’il est dans un train de banlieue pour rentrer chez ses parents, Johan se trouve dans la même voiture qu’une jeune fille en pleurs, il la réconforte et en vient même à lui redonner le sourire. Un agent artistique assiste à la scène et lui propose de passer une audition[2].
Depuis, en 2005, Antony Cordier le fait jouer dans Douches froides, ce qui lui vaut un prix du meilleur espoir masculin, décerné par l’Académie des Lumières ; trois mois plus tard, André Téchiné, séduit, lui fait passer une audition pour le rôle principal de son prochain film. C’est ainsi que Johan Libéreau se retrouve dans Les Témoins (2007) face à Emmanuelle Béart et Michel Blanc : il incarne un homosexuel atteint du sida dans la France des années 1980 et obtient pour sa performance le prix du meilleur acteur 2008, décerné par les cinémas MK2. Il joue le neveu de Sandrine Bonnaire dans Un cœur simple, puis figure dans la distribution de Stella pour Sylvie Verheyde, la même année. Prolifique, le jeune acteur est pris de Vertige l’année suivante, dans le thriller d’Abel Ferry.
En 2010, il est à l’affiche de la comédie Blind Test de Georges Buquet avant de renouer avec les rôles de ses débuts dans Belle Épine, où aux côtés de membres de la nouvelle génération du cinéma français (Léa Seydoux et Anaïs Demoustier), il interprète un jeune du circuit sauvage de Rungis.
Sélectionné à la Quinzaine des réalisateurs : Festival de Cannes 2005 pour Douches froides. Prix du meilleur premier film 2005 décerné par la fondation Diane et Lucien Barrière pour Douches froides. Prix du meilleur espoir masculin 2005 décerné par l’Académie des Lumières pour Douches froides
Prix SACD du meilleur court métrage au festival de Cannes 2006 pour Dans le rang de Cyprien Vial
Nomination au César 2008 dans la catégorie « meilleur espoir » pour Les Témoins, d’André Téchiné. Prix du meilleur acteur 2008 décerné par les cinémas MK2 pour Les Témoins, d’André Téchiné