Jonas Holdenrieder wurde am 26. November 1999 in München geboren. 2010 nahm er an einem Casting für das Fernsehspiel "Für immer Frühling" teil – und wurde prompt in einer Hauptrolle als Sohn einer Krebspatientin besetzt, der eine besondere Beziehung zu einer liebenswerten Krankenschwester (Simone Thomalla) entwickelt. Größere Bekanntheit erlangte er durch seine Rolle in dem Kinofilm "Die Vampirschwestern" (2012), in dem er den besten Freund der Titelheldinnen spielte. Seine erste Hauptrolle in einen Kinofilm hatte Holdenrieder in Alain Gsponers Kinderbuchadaption "Das kleine Gespenst" (2013), als menschlicher bester Freund des kleinen Gespensts. Im gleichen Jahr gehörte er in einer kleineren Rolle zum Ensemble von "Fack Ju Göhte" (2013).

Für "Die Vampirschwestern 2" (2014) und "Die Vampirschwestern 3" (2016) schlüpfte er erneut in die Rolle des besten Freunds Ludo. In dem mittellangen "Mein rechter, rechter Platz ist frei..." (2017), über die Nachwirkungen eines Schul-Amoklauf, spielte er einen neuen Mitschüler, der durch seine stets gute Laune aneckt. Ab 2016 übernahm Holdenrieder in der Heimatfilm-TV-Reihe "Marie fängt Feuer" eine Hauptrolle als Sohn von Stefan Murrs Hauptfigur.  

Im Kino besetzte Michael Herbig ihn in "Ballon" (2018) als Sohn der Familie Strelzyk, die 1979 mit einem Heißluftballon aus der DDR flüchtete. Im Fernsehen übernahm Holdenrieder Gastrollen in verschiedenen Serien und Reihen, etwa in "Um Himmels Willen" (2020) und "Nord Nord Mord" (2021).

Nach einer kleineren Kinorolle in "Gott, du kannst ein Arsch sein!" (2020) spielte er eine Hauptrolle in dem Thriller "Trübe Wolken" (2020), als introvertierter und geheimnisvoller Außenseitertyp, der auf eine Mitschülerin und einen Lehrer eine folgenreiche Faszination ausübt. Beim Filmfestival Max Ophüls Preis 2021 wurde er für diese Leistung als Bester Nachwuchsschauspieler ausgezeichnet.