Neville é filho de Franco e Alice Longbottom, dois famosos aurores na época da Primeira Guerra Bruxa. Os bruxos fizeram parte da Ordem da Fênix e lutaram diretamente contra Lord Voldemort em sua primeira incursão no mundo bruxo.

Contudo, eles tiveram um final muito trágico: os dois foram torturados por Comensais da Morte (inclusive Belatriz Lestrange e Bartô Crouch Jr.), através da maldição Cruciatus. Contudo, o estrago feito pelo feitiço foi tão grande que eles enlouqueceram e passaram o resto de suas vidas no Hospital St. Mungo, onde recebiam visitas de Neville e sua avó.

Os motivos que levaram Franco e Alice a serem torturados por comensais da morte são um pouco desconhecidos para quem não leu os livros. Contudo, eles tem uma relação mínima com a Profecia sobre a vida de Harry e Voldemort apresentada em A Ordem da Fênix. A profecia poderia se referir tanto a Harry quanto a Neville, que também nasceu no final de julho e cujos pais cruzaram o caminho do vilão três vezes.

O diferencial é que Voldemort decidiu marcar Harry, procurando sua família. Após sua primeira derrota, na qual ele perdeu seu corpo físico e se tornou menos que humano, alguns seguidores de Voldemort foram atrás dos pais de Neville para ter notícias sobre seu paradeiro, e torturaram o casal. Se Neville tivesse sido marcado pelo vilão, a história teria sido bem diferente.

Desde o início de sua vida, Neville sofreu com as expectativas que sua família colocou sobre ele. Por ser filho de aurores e inimigos declarados de Voldemort, todos os parentes do jovem bruxo ficaram decepcionados ao ver a falta de afinidade mágica que o rapaz tinha em seus primeiros anos de vida. Isso fez até mesmo com que seus tios pensassem que ele era um aborto/malogro (uma pessoa descendente de bruxos que não consegue produzir magia).

Tudo mudou aos oito anos de idade, quando seu tio-avô Algie o pendurou de uma janela no segundo andar de sua casa e o jogou. O medo da queda despertou a primeira consciência mágica de Neville e o ajudou a não se machucar.

Desde o dia de seu nascimento, Neville Longbottom já tinha um lugar confirmado na Escola de Magia e Bruxaria de Hogwarts. Porém, ele sempre se sentiu muito deslocado com relação aos outros alunos. A pressão de sua avó para que ele mantivesse o legado de bravura dos pais fez com que ele tivesse grande dificuldade no dia da Seleção das Casas.

Embora sempre tenha provado a coragem necessária para permanecer na Grifinória desde A Pedra Filosofal, Neville chegou a pedir ao chapéu que o colocasse na Lufa-Lufa. Contudo, o Chapéu Seletor negou o pedido de Neville e o colocou na Grifinória, onde provou bem o seu valor.

Em Hogwarts, a vida de Neville sempre foi muito tumultuada, já que seu jeito desengonçado se provava um problema com as aulas e professores. Curiosamente, ele adquiriu um ódio gratuito de ninguém menos que Severo Snape, que sempre o tratou com um desdém muito maior do que aos outros alunos.

Segundo algumas teorias de fãs, isso aconteceu porque Snape sabia que se Voldemort tivesse ido atrás de Neville e seus pais, Lílian Evans ainda poderia estar viva. E todos sabem que Snape amava a mãe de Harry desde antes de frequentar Hogwarts.

Apesar de ser atrapalhado e um pouco desorganizado, Neville sempre se mostrou um aluno muito esforçado, dando o máximo de si sempre que podia. Isso fez com que ele se tornasse um dos alunos mais aplicados de Herbologia, o ramo que estuda os usos de plantas e ervas mágicas.

Além disso, ele também se provou um bom aluno em Defesa Contra as Artes das Trevas, Feitiços e Poções (quando Snape não estava dando aulas). Porém, sua paixão sempre foi Herbologia e, anos depois, ele chegou a se tornar professor da disciplina em Hogwarts.

Após ter se formado, Neville seguiu sua vida da melhor forma possível, se tornando um herói lembrado em Hogwarts. Primeiramente, ele se casou com Hannah Abbott, uma aluna da Lufa-Lufa que é da mesma turma que ele. Profissionalmente, ele ficou conhecido como um dos melhores professores de Herbologia de Hogwarts.

De acordo com um dos escritos de J.K. Rowling no Pottermore, Neville também teve um papel importante na família de Harry Potter e Gina Weasley: ele foi o padrinho do segundo filho do casal, Alvo Severo Potter.

Antes que retornasse para lecionar na Escola de Magia e Bruxaria de Hogwarts, Neville teve um emprego bem peculiar. Ele foi chamado por Kingsley Shacklebolt, na época Ministro da Magia, para integrar o esquadrão de Aurores do Ministério da Magia, ao lado de Harry Potter e Rony Weasley.

Nessa época, o trio ficou responsável por capturar os últimos Comensais da Morte restantes, além de incentivar a reforma interna do Ministério. Eventualmente, apenas Harry continuou no emprego, se tornando chefe do esquadrão de Aurores.

Nos cinemas, Neville Longbottom foi interpretado nos oito filmes da saga por Matthew Lewis, um ator britânico nascido em junho de 1989. Lewis sempre foi o completo oposto de Neville e isso fez com que ele tivesse de usar roupas e acessórios (como dentes falsos, por exemplo), que o deixassem menos magro e mais "feio".

Além disso, o ator era considerado bem estiloso por seus colegas de elenco. Em uma entrevista de A Ordem da Fênix, o produtor David Heyman lembra que sempre que ele aparecia bem-vestido no set de filmagens, com um estilo bad boy, ninguém conseguia lembrar que ele era o Neville.

Apesar de ser bem diferente de Neville, Lewis sempre quis retratar o personagem com a maior fidelidade possível. Por conta disso, ele sempre disse que um dos maiores arrependimentos seus na saga é não ver a cena em que Harry, Rony e Hermione o encontram no Hospital St. Mungo, que foi retirada da adaptação cinematográfica de A Ordem da Fênix.

Na cena, em questão, o trio o vê junto de sua avó perto do leito onde seus pais ficam. Nela, também podemos ver as consequências trágicas da guerra, de forma que Franco e Alice nem sequer se lembram de seu filho. Para Matthew, a cena era muito importante para compor o heroísmo de Neville.