Därmed uppfyller Biden ett vallöfte.
– Vi får aldrig glömma den bestående smärtan hos anhöriga och närstående till den 2 977 oskyldiga som dödades i historiens värsta terrorattack mot Amerika, sade presidenten enligt webbtidningen Politico när han undertecknat dekretet.
I texten heter det att justitiedepartementet ska gå igenom rapporten och offentliggöra dem inom sex månader.
Bidens beslut kom efter att 1 800 anhöriga till offren publicerat ett brev till justitiedepartementets internrevision. I det ger de uttryck för misstankar om att FBI-anställda förstört bevis för att statsanställda saudier spelade en viktig roll för finansieringen och genomförandet av attackerna. De skrev att Biden inte borde delta vid någon minnesceremoni om han inte tog bort rapportens hemligstämpel.
Saudiarabien har förnekat all inblandning i 11 september-dåden 2001 mot New York och Washington DC.
Tusentals anhöriga har ändå stämt landet för medverkan i attentaten och de har pressat amerikanska presidenter att offentliggöra dokument som kan stärka deras sak. Att förre presidenten Donald Trumps justitieminister William Barr i fjol sade att FBI:s 11 september-rapport skulle fortsätta att vara hemligstämplad var en stor besvikelse för dem.