Asistió a la Universidad de Texas en Austin y a la Universidad de la Ciudad de Nueva York. Duplass se ha caracterizado por haber escrito, dirigido y producido varias películas junto a su hermano Jay Duplass, un ejemplo es The Puffy Chair (2005), donde además interpretó a uno de los personajes principales.

Más tarde realizaron juntos las películas Baghead (2008) y Cyrus (2010), y tienen un estilo único que consiste en una gran cantidad de improvisación proveniente del guión original, disparando varias tomas, y editando escenas de 15 a 20 veces. Sus películas Jeff, Who Lives at Home y The Do-Deca-Pentathlon se estrenaron en 2012.

Es mayormente reconocido Safety Not Guaranteed (2012), dirigida por Colin Trevorrow, y que cuenta la historia de tres reporteros que se dirigen a entrevistar a un individuo que colocó un anuncio clasificado en busca de un acompañante para viajar en el tiempo.

Es protagonista de la serie de comedia de FX The League, que realiza junto a su esposa, Katie Aselton. En 2015, debutó la serie Togetherness de HBO, creada por y protagonizada por Duplass. Ese mismo año, Duplass co-protagonizó junto a Evan Peters y Olivia Wilde en la película de suspenso dirgida por David Gelb The Lazarus Effect.