Saltó a la fama internacional sobre todo por su interpretación de Hannibal Lecter, personaje psicópata de las películas The Silence of the Lambs, Hannibal y Red Dragon. Ha destacado también por muchos otros papeles, por ejemplo: El hombre elefante, The Hunchback of Notre Dame, The Bounty, Drácula de Bram Stoker, Howards End, Lo que queda del día, Shadowlands, Leyendas de pasión, Nixon, La máscara del Zorro, Hearts in Atlantis, The World's Fastest Indian, Fracture, El hombre lobo y Noé. En el 2012, dio también vida al mítico Alfred Hitchcock, cineasta de suspense, en la película Hitchcock.

Fue protagonista de la primera temporada de la serie de HBO Westworld. En 2019 encarnó al papa Benedicto XVI en la película de Netflix Los dos papas, su interpretación fue ovacionada y tras 22 años de ausencia en los Óscar, volvió a estar nominado en actuación, dándole su quinta nominación en su carrera como actor. En 2020, por segundo año consecutivo, logra otra nominación y posterior victoria, por su brillante trabajo en The Father, convirtiéndose en la persona más longeva en ganar un Óscar a Mejor actor.

Dentro del cine con corte más comercial ha sido el personaje de Odín en el Universo cinematográfico de Marvel dentro de la trilogía de Thor y trabajó en la quinta película de la saga de Transformers.

Durante su carrera ha ganado numerosos premios, entre otros: el Óscar, el Emmy, el Premio Cecil B. DeMille de los Globo de Oro, el BAFTA y el Premio Donostia del Festival Internacional de Cine de San Sebastián. En 1992, recibió el título nobiliario Sir de la reina Isabel II.

Nació y creció en Gales, y en abril de 2000 adquirió, además, la ciudadanía estadounidense, y es reconocido como uno de los mejores actores vivos.

En una entrevista del año 2017 reconoció que padece síndrome de Asperger, aunque afirmó que se lo diagnosticaron a edad tardía y que eso le hizo entender por qué siempre fue una persona solitaria que nunca encajaba en ningún sitio y que solía tener problemas y causárselos a los demás, sobre todo en su infancia.