1978年，以男主角的身份首次登台演出学校的音乐剧《Dracula》，首次演出的经历失败，他却被表演吸引。
1981年，英国导演艾伦·克拉克启用几乎没有表演经验的蒂姆·罗斯在电视电影《英国制造》中担纲主演，在片中饰演聪敏而不知悔改的新纳粹少年，从而出道。
1984年，由其出演的犯罪电影《打击惊魂》上映，在片中饰演一个刚出道的菜鸟杀手，他凭借该片获得英国电影学院奖最有前途新人奖。
1985年，由其参演的悬疑犯罪电影《借镜杀人》上映。
1989年，出演由彼得·格林纳威执导的剧情电影《厨师、大盗、他的太太和她的情人》。
1990年，与保罗·瑞斯、阿德里安·布赖恩联合主演传记电影《凡高与提奥》，在片中饰演荷兰后印象派画家文森特·梵高；同年，与加里·奥德曼合作主演喜剧电影《君臣人子小命呜呼》，在片中饰演为人感性，总是对亲密伙伴罗森过于理性的行为无法理解的吉尔·登斯顿。
1991年，前往美国发展，结识导演昆汀·塔伦蒂诺，并争取到了犯罪电影《落水狗》中毒品贩子橙先生一角。
1993年，由其参演的爱情喜剧电影《爱情四重奏》上映。
1994年，与布鲁斯·威利斯、乌玛·瑟曼联合出演喜剧犯罪电影《低俗小说》；同年，与爱德华·弗朗共同主演犯罪电影《小奥德萨》，他凭借该片提名独立精神奖最佳男主角奖。
1995年，与萨米·戴维斯、薇拉莉·葛莉诺联袂出演剧情电影《四个房间》；同年，与连姆·尼森、杰西卡·兰格联合出演传记冒险电影《罗布·罗伊》，他在片中饰演蒙特罗斯侯爵的食客坎宁安，凭借该片提名第53届金球奖电影类最佳男配角、第68届奥斯卡金像奖最佳男配角。
1996年，参演由伍迪·艾伦执导的音乐电影《人人都说我爱你》；同年，主演由巴迪·吉欧凡纳佐执导的犯罪电影《兄弟情义》。
1997年，与2Pac合作主演犯罪喜剧电影《浪子回头妙事多》。
1998年，与普路特·泰勒·文斯合作主演剧情电影《海上钢琴师》，在片中饰演被遗弃在Virginian号上的孤儿、琴声优美的钢琴天才1900。
1999年，由其执导的剧情电影《战争地带》上映，该片获得第12届欧洲电影奖欧洲年度发现、第49届柏林国际电影节国际艺术电影联盟奖-大观单元。
2000年，与梅尔·吉布森、杰瑞米·戴维斯联合参演剧情电影《百万美元酒店》；同年，与杰拉尔·德帕迪约、乌玛·瑟曼联袂主演剧情电影《欲望巴黎》；10月，与约翰·特拉沃尔塔、丽莎·库卓共同主演的犯罪喜剧电影《内神外鬼》上映。
2001年，出演由蒂姆·波顿执导的科幻动作电影《决战猩球》，他在片中饰演掌握军权的人猿军队首领塞德，凭借该片提名第11届MTV电影奖最佳反派、第28届土星奖最佳男配角；同年，与凯瑟琳·德纳芙、米娜·苏瓦丽联合出演动作冒险电影《三剑客》。
2003年，与多格雷·斯科特共同主演战争电影《叛徒与英雄》。
2004年，与杰拉尔·德帕迪约、伊莲娜·雅各布联袂主演爱情战争电影《战海情天》。
2005年，与詹妮弗·康纳利、约翰·C·赖利联合出演的惊悚电影《鬼水怪谈》上映；3月，与安迪·麦克道威尔、塞缪尔·勒·比汉联合主演的爱情惊悚电影《最后的征兆》上映；同年，由其参演的悬疑惊悚剧《犯罪心理第一季》首播。
2006年12月，与切瓦特·埃加福合作主演的剧情电影《海啸之后》上映，该片的故事源自于南亚海啸真实事件；同年，担任第59届戛纳国际电影节主竞赛单元的评委；同年，由其参演的惊悚电影《赌博》上映。
2007年，与娜奥米·沃茨共同主演的惊悚电影《趣味游戏美国版》上映；同年，与亚历山德拉·玛丽亚·拉娜搭档主演爱情悬疑电影《没有青春的青春》，在片中饰演年逾七十的哲学教授多米尼克·马泰。
2008年，与瑞恩·卡特赖特、米莎·巴顿联袂主演爱情冒险电影《处女地》。
2008年，与爱德华·诺顿、丽芙·泰勒联合主演科幻动作电影《无敌浩克》，在片中饰演前特种部队突击队员埃米尔·布朗斯基（憎恶）。
2009年，与凯利·威廉姆斯共同主演侦探剧《别对我撒谎第一季》，他在剧中饰演知名的谎言识别专家卡尔·莱特曼博士，凭借该剧获得第37届人民选择奖获得最受欢迎罪案类剧集执法者；同年，由其主演的电视剧《千谎百计第二季》首播；4月，与凯莉·麦克唐纳搭档主演的剧情电影《史凯力》上映。
2010年，主演电视剧《千谎百计第三季》。
2012年5月，担任第65届戛纳国际电影节官方选片“一种关注”单元评审团的主席；9月，与理查·基尔、苏珊·萨兰登联合主演的惊悚电影《套利交易》上映，他在片中饰演跟踪并调查罗伯特·米勒的纽约警探迈克尔·布莱尔；同年，与基里安·墨菲共同主演的剧情电影《拼贴幸福》上映，他凭借该片提名第15届英国独立电影奖最佳男主角；11月，与彼得·穆兰共同主演的动作惊悚电影《碍事者》上映。
2013年，与让·杜雅尔丹、塞西尔·德·弗朗斯联合主演惊悚电影《生死迷局》，在片中饰演在摩纳哥的俄罗斯商人伊万·罗斯托夫斯基。
2014年1月，与理查德·麦登、奥古斯图斯·珀如联合主演的电视剧《克朗代克》首播，该剧的剧本改编自Charlotte Gray的小说《Gold Diggers: Striking It Rich In The Klondike》；6月20日，与妮可·基德曼搭档主演的爱情传记电影《摩纳哥王妃》上映，他在片中饰演摩纳哥君主雷尼尔三世；7月，与费舍·史蒂芬斯、托马斯·克莱舒曼联袂主演的剧情电影《激情联盟》上映；10月14日，与派翠西娅·克拉克森合作主演的爱情惊悚电影《十月的强风》上映。
2015年1月，与大卫·奥伊罗、汤姆·威尔金森联袂主演的传记电影《塞尔玛》上映，他在片中饰演备受争议的政治人物乔治·华莱士；同年，与哈里森·托马斯、莫妮卡·德尔·卡门联袂主演惊悚电影《六百英里》；5月22日，与比茜·图诺克搭档主演的剧情电影 《慢性》上映，他在片中饰演神色有点忧郁的大卫，凭借该片提名第32届美国独立精神奖最佳男主角；9月，与沙尔托·科普雷等联合出演的科幻冒险电影《硬核亨利》上映。
2016年，与萨曼莎·莫顿合作主演电视剧《瑞灵顿街惊魂》。
2017年，与吉娜薇·欧瑞丽共同主演的犯罪剧《双面警长第一季》播出；同年，出演由大卫·林奇执导的悬疑犯罪剧《双峰第三季》。
2018年，由其出演的喜剧电影《英国佬来了》上映。
2019年，出演由佛朗索瓦·吉拉德执导的剧情电影《名字之歌》；1月27日，与小凯文·哈里森、娜奥米·沃茨联合出演的剧情电影《卢斯》上映，他在片中饰演生活在厄立特里亚的白人彼得·埃德加；7月26日，由其出演的犯罪惊悚电影《好莱坞往事》上映；9月，与克里夫·欧文合作主演的剧情电影《名字之歌》上映；同年，主演电视剧《双面警长第二季》。
2020年，由其主演的电视剧《双面警长第三季》首播。
2021年，与刘思慕、梁朝伟联合出演奇幻冒险电影《尚气与十戒传奇》；6月11日，与皮尔斯·布鲁斯南、杰米·钟联合主演的动作冒险电影《异类》上映；7月，与薇姬·克里普斯合作主演的剧情电影《伯格曼岛》上映。
