La Guerra Civil Espanyola l’obligà a interrompre els estudis d’arquitectura. Començà la carrera d’actor en el teatre i passà aviat al cinema, com a extra. El seu primer paper important fou a Eugenia de Montijo (1944), de José Luis Rubio. Posteriorment esdevingué un dels actors més cotitzats del cinema espanyol de postguerra i protagonitzà, entre d’altres, Locura de amor (1948) i Agustina de Aragón (1950), de Juan de Orduña i Cómicos (1954), de José Luis Bardem. Posteriorment actuà en un gran nombre de produccions, entre les quals cal destacar La Duda (1972, premi al millor actor al Festival de Sant Sebastià), de Rafael Gil; Elisa, vida mía (1976, premi al millor actor del Festival de Canes del 1977), de Carlos Saura; Bearn o la sala de les nines (1983), de Jaime Chávarri; Padre nuestro (1985, premi Sant Jordi 1986) i Diario de invierno (1988, premi Goya 1989 al millor actor principal), de Francisco Regueiro; La marrana (1992), de José Luis Cuerda, Madregilda (1993), de Francisco Regueiro i Al otro lado del túnel (1994), de Jaime de Armiñán.
A banda, fou un dels actors preferits de Luis Buñuel (Viridiana, 1961; Tristana, 1969, film pel qual guanyà un Fotogramas de Plata i el premi Sant Jordi del 1970; Le charme discret de la bourgeoisie, 1972; Ese obscuro objeto del deseo, 1977) i un dels actors espanyols més internacionals de la seva generació. Actuà en papers de relleu en, entre d’altres, Chimes at midnight (1965), d’Orson Welles; Il deserto dei tartari (1976), de Valerio Zurlini; Cadaveri eccellenti (1976), de Francesco Rosi; The French Connection (1971), de William Friedkin; Antony and Cleopatra (1972), de Charlton Heston; L'ingorgo (1979), de Luigi Comencini; Monsignor (1982), de Frank Perry; Naked Tango (1990), de Leonard Schrader; 1492: Conquest of Paradise (1992), de Ridley Scott, etc. També actuà en sèries de televisió (Il Ricatto, 1989; El Quijote de Miguel de Cervantes, 1991, que li valgué un Fotogramas de Plata el 1993; Arnau, 1994). Interpretà sovint personatges que, sota una aparença afable i elegant, amaguen un fons tèrbol. En 1992-94 fou president de l’Academia de las Artes y las Ciencias Cinematográficas de España.