Харрис родился 15 июня 1973 года в городе Альбукерке, штат Нью-Мексико, и вырос в Руидозо, Нью-Мексико.
По рассказу его младшего брата, начиная с 4 класса Нил начал играть в школьном театре, и исполнил роль Тотошки в постановке «Волшебника изумрудного города». В 1991 году окончил с отличием Cueva High School в своём родном городе.
Его родители, Рон (адвокат) и Шейла (писатель), переехали в Альбукерке в 1988 году, в тот же год, когда Харрис дебютировал в двух кинофильмах: «Purple People Eater» (1988) и «Clara’s Heart» (1988), в котором играла главную роль Вупи Голдберг. Год спустя, когда Нилу было 16 лет, его пригласили на главную роль в телесериале Стивена Бочко о докторе чудо-подростка в местной больнице, «Doogie Howser, Доктор медицины» (1989), в котором Нил начинал как подросток-сердцеед.
Наибольшую известность ему принесла роль Барни Стинсона в телесериале «Как я встретил вашу маму». В 2000 году он снялся в фильме «Лучший друг», где сыграл Дэвида, друга героя Руперта Эверетта. Появился в качестве приглашённого гостя в сериале «Уилл и Грейс». В одном из эпизодов этого сериала он сыграл персонажа, который не мог определиться со своими сексуальными предпочтениями (гомосексуальность или гетеросексуальность), но в финале всё-таки выбрал гомосексуальность.
В 2004 году, в роли серийного убийцы появился в одном из эпизодов сериала «Закон и порядок». В 2003 году сыграл на Бродвее (вместе с Энн Хеч) в пьесе «Устойчивый». В 2003 году работал в «Кабаре», вместе с Деборой Гибсон и Томом Босли, где исполнял роль MC.
В 2004 году сыграл пародию на самого себя в фильме «Гарольд и Кумар уходят в отрыв». В 2011 году появился сразу в двух фильмах: фильмо-мульте «Смурфики» (The Smurfs), где сыграл роль молодого мужа и отважного ньюйоркца, поборовшего злого волшебника Гаргамеля, и «Страшно красив» (Beastly), где сыграл слепого психолога.
Харрис является открытым геем. Он подтвердил это в ноябре 2006 года своим заявлением:
Близкий друг Эми Эккер.
Харрис — фанат магии и фокусов, и он также иллюзионист, как и его персонаж в сериале «Как я встретил вашу маму».