Nato a Tenafly - nel New Jersey - nel 1950, esordisce al cinema alla fine degli anni Settanta in Coma profondo (1978) di Michael Crichton, con Michael Douglas, Richard Widmark e Tom Selleck.

Volto duro ed incisivo, pronto di volta in volta ad interpretare il “buono”, il “cattivo” o l’ambiguo a sostegno o antagonismo del protagonista del film, è un perfetto erede dei grandi comprimari della scuola hollywoodiana classica.

Viene scoperto all’inizio degli anni Ottanta da George A. Romero, il quale lo dirige in Knightriders (1981) e nell’horror fumettistico Creepshow (1982).

Dopo Uomini veri (1983) di Philip Kaufman, Sotto tiro (1983) di Roger Spottiswoode (considerato - insieme a Quarto potere di Orson Welles, L’asso nella manica di Billy Wilder, L’ultima minaccia di Richard Brooks, Un volto nella folla di Elia Kazan, Prima pagina di B. Wilder, Quinto potere di Sidney Lumet, Tutti gli uomini del Presidente di Alan J. Pakula, Sindrome cinese di James Bridges, Diritto di cronaca di Sydney Pollack e Broadcast News - Dentro la notizia di James L. Brooks - come uno fra i migliori film americani sul giornalismo mai realizzati), Swing Shift - Tempo di swing (1984) di Jonathan Demme, Le stagioni del cuore (1984) di Robert Benton, Alamo Bay (1984) di Louis Malle, Nome in codice: Smeraldo (1985) di Jonathan Sanger, Sweet Dreams (1985) di Karel Reisz, Walker - Una storia vera (1987) di Alex Cox, Un prete da uccidere (1988) di Agnieszka Holland, interpreta molti altri ruoli efficaci: da Jacknife - Jack il coltello (1989) di David Hugh Jones, con Robert De Niro, al boss della malavita irlandese in Stato di grazia (1990) di Phil Joanou, in cui recita con Sean Penn, Robin Wright, Gary Oldman, John Turturro e John C. Reilly, ottimo gangster movie che ha avuto la “sfortuna” di uscire nello stesso anno di Quei bravi ragazzi di Martin Scorsese, all’astronauta di Apollo 13 (1995) di Ron Howard, con Tom Hanks e Bill Paxton, e con cui ottiene una Nomination all’Oscar come Miglior Attore Non Protagonista, al cinico regista di The Truman Show (1998) di Peter Weir, con cui ha una seconda Nomination all’Oscar (sempre come Miglior Attore Non Protagonista).

Nel 2001 è il freddo cecchino tedesco in Il nemico alle porte di Jean-Jacques Annaud e l’agente segreto in A Beautiful Mind di R. Howard, con Russell Crowe e Paul Bettany. Due anni dopo è l’ex marito di Nicole Kidman, reduce dal Vietnam in La macchia umana (2003) di Robert Benton, tratto dal libro omonimo di Philip Roth.

In a History of Violence (2005) di David Cronenberg è il gangster che improvvisamente porta scompiglio nell’apparente quiete di un padre di famiglia. Interpreta poi Ludwig Van Beethoven in Io e Beethoven (2006) di Agnieszka Holland ed è in Gone Baby Gone (2007) di Ben Affleck.

Fa anche due esperienze dietro la macchina da presa, dirigendo ed interpretando il biografico Pollock (2000), sul pittore americano Jackson Pollock (1912-1956, il maggior rappresentante del cosiddetto “action painting””), con cui ottiene una Nomination all’Oscar come Miglior Attore Protagonista, e Appaloosa (2008), in cui rivisita il tema dell’amicizia virile nel selvaggio West, riesumando i canoni classici del genere western.    

Fra gli altri film ricordiamo Americani (1992) di James Foley, Il socio (1993) di Sydney Pollack, tratto dal libro omonimo di John Grisham ed interpretato anche da Tom Cruise e Gene Hackman, Gli intrighi del potere - Nixon (1996) di Oliver Stone, La prossima vittima (1996) di John Schlesinger, Potere assoluto (1997) di Clint Eastwood, con Gene Hackman, Nemiche amiche (2001) di Chris Columbus, con Susan Sarandon e Julia Roberts, The Hours (2002) di Stephen Daldry, con cui ottiene una Nomination all’Oscar come Miglior Attore Non Protagonista, Mi chiamano Radio (2003) di Mike Tollin, Il mistero delle pagine perdute - National Treasure (2007) di John Turtletaub, The Way Back (2010) di Peter Weir, 40 carati (2012) di Asger Leth.

In epoche più recenti è apparso in Phantom (2013) e Era mio figlio (2020) di Todd Robinson, Frontera (2014) di Michael Berry, Le verità sospese (2015) di Pamela Romanowsky, L’eccezione alla regola (2016) di Warren Beatty, Madre! (2017) di Darren Aronofsky, Kodachrome (2018) di Mark Raso, Resistance - La voce del silenzio (2020) di Jonathan Jacubowicz.

Le riprese del suo ultimo film, Top Gun: Maverick di Joseph Kosinski, sono terminate nel marzo 2019. Il primo trailer è stato pubblicato nel luglio dello stesso anno, mentre il secondo a dicembre. L’uscita nelle sale era prevista per giugno 2020. Rinviata a dicembre a causa dell’emergenza sanitaria connessa alla pandemia Covid-19, è stata nuovamente spostata a luglio 2021.

Attivo anche in televisione, è apparso in vari film tv (L’ultima difesa - 1987 - di Roger Spottiswoode, Il cavaliere della vendetta - 1996 - di Charles Haid, Game Change - 2012 - di Jay Roach) ed in alcuni episodi di serie e miniserie (L’ombra dello scorpione - 1994 - di Mick Garris, Empire Falls - Le cascate  del cuore - 2005 - di Fred Schepisi, Westworld  - Dove tutto è concesso -  2016).