Les seves intervencions a la televisió, com al telefilm The Boy in the Plastic Bubble (1976), el convertiren en un actor molt popular en aquest mitjà de comunicació. La fama li arribà arran de protagonitzar dues pel·lícules musicals: Saturday Night Fever (1977), de John Badhan, i Grease (1978), de Randal Kleiser. Els seus posteriors treballs no tingueren gaire èxit: Urban Cowboy (1981), Two of a Kind (1983) o Perfect (1985).
A partir de la comèdia Look Who’s Talking (1989), que ha tingut algunes continuacions, recuperà la popularitat amb els films Pulp Fiction (1994), Phenomenon (1996), Face Off (1997), Mad City (1997), Primary Colors (1998), The Thin Red Line (1998), A Civil Action (1998), The General’s Daughter (1999), Battlefield Earth (2000), Lucky Numbers (2000), Swordfish (2001), Domestic Disturbance (2001), Basic (2003), The Punisher (2004), A Love Song for Bobby Long (2004), Ladder 49 (2004), Be Cool (2005) i Hairspray (2007), entre d’altres.
Participà en les sèries The People v. O. J. Simpson: American Crime Story (2016), per la qual fou nominat als Globus d’Or com a actor de repartiment, i Die Hart (2020), que el 2023 tingué una versió cinematogràfica en la qual també participà.