Il décroche son premier rôle au cinéma en 1990 dans Les Vies de Loulou, de Bigas Luna, puis le réalisateur lui offre le rôle principal de Jambon, Jambon (1992), en compagnie de Pénélope Cruz.
Deux autres collaborations avec Bigas Luna en 1994 et 1995 finissent d'asseoir sa réputation en Espagne. Il emporte successivement le Goya du Meilleur second rôle pour Dias Contados (1994), puis celui du Meilleur acteur pour Bouche à Bouche (1995). C'est alors que Pedro Almodovar le remarque et lui offre le premier rôle de son drame En chair et en os (1997). S'en suit une prestation récompensée par la coupe Volpi du Meilleur acteur à Venise dans Avant la nuit (2001), de Julian Schnabel. Il joue ensuite dans Mar Adentro (2004), d'Alejandro Amenabar, puis dans Les fantômes de Goya (2007), de Milos Forman, ou encore dans L'amour au temps du choléra (2007), de Mike Newell.
En 2008, il est le premier acteur espagnol à recevoir un Oscar pour son rôle saisissant du tueur de sang-froid dans No country for old men des frères Coen. Woody Allen l'engage ensuite pour jouer dans Vicky Cristina Barcelona (2008).
En 2010, il reçoit le prix d'interprétation à Cannes pour Biutiful d'Iñarritu. Deux ans plus tard, il est à l'affiche du dernier film de Terrence Malick, À la Merveille, et du James Bond Skyfall, de Sam Mendes. En 2013, il joue dans Cartel, co-produit et réalisé par Ridley Scott, puis s'affiche dans le film d'action Gunman, de Pierre Morel, avec Sean Penn. Ce dernier lui confie d'ailleurs un rôle dans son dernier film, The Last Face, sorti en 2016.
L'année suivante, il retrouve le réalisateur Fernando Leon de Aranoa dans Escobar, quinze ans après Les lundis au soleil.
En 2017, il endosse le costume du capitaine Salazar dans le cinquième volet de Pirates des Caraïbes.
Filmographie :
2017 : Pirates des Caraïbes 5, de Joachim Ronning et Espen Sandberg
2017 : Escobar, de Fernando Leon de Aranoa
2016 : The Last Face, de Sean Penn
2015 : Gunman, de Pierre Morel
2014 : Automata, de Gabe Ibanez
2013 : Cartel, de Ridley Scott
2013 : Alacran enamorado, de Santiago Zannou
2012 : Skyfall, de Sam Mendes
2012 : A la merveille, de Terrence Malick
2010 : Mange, prie, aime, de Ryan Murphy
2010 : Biutiful, d'Alejandro Gonzalez Inarritu
2008 : Vicky Cristina Barcelona, de Woody Allen
2007 : L'amour aux temps du choléra, de Mike Newell
2007 : No Country for Old Men - Non, ce pays n'est pas pour le vieil homme, de Joel et Ethan Coen
2006 : Les fantômes de Goya, de Milos Forman
2004 : Mar adentro, d'Alejandro Amenabar
2004 : Collatéral, de Michael Mann
2002 : Les lundis au soleil, de Fernando Leon de Aranoa
2002 : Dancer Upstairs, de John Malkovich
2001 : Sans nouvelles de Dieu, d'Agustin Diaz Yanes
2000 : Avant la nuit, de Julian Schnabel
1999 : Segunda piel, de Gerardo Vera
1999 : Los lobos de Washington, de Mariano Barroso
1999 : Entre les jambes, de Manuel Gomez Pereira
1998 : Torrente, le bras gauche de la loi, de Santiago Segura
1997 : Perdita Durango, d'Alex de la Iglesia
1997 : En chair et en os, de Pedro Almodovar
1997 : Airbag, de Juanma Bajo Ulloa
1997 : Nova ficcio (Série TV)
1996 : Mambru, de Pedro Pérez Jiménez
1996 : L'amour nuit gravement à la santé, de Manuel Gomez Pereira
1996 : Mas que amor, frenesi, d'Alfonso Albacete, Miguel Bardem et David Menkes
1996 : Extasis, de Mariano Barroso
1995 : Boca a boca, de Manuel Gomez Pereira
1994 : El detective y la muerte, de Gonzalo Suarez
1994 : Dias contados, d'Imanol Uribe
1994 : La teta y la luna, de Bigas Luna
1993 : Macho, de Bigas Luna
1993 : Huidos, de Sancho Gracia
1993 : El amante bilingüe, de Vicente Aranda
1992 : Cronicas del mal (Série TV)
1992 : Jambon, jambon, de Bigas Luna
1992 : Tango (Série TV)
1992 : Amo tu cama rica, d'Emilio Martinez Lazaro
1991 : Talons aiguilles, de Pedro Almodovar
1990 : Les vies de Loulou, de Bigas Luna
1990 : Brigada central (Série TV)
1986 : Segunda ensenanza (Série TV)
1981 : El poderoso influjo de la luna
1974 : El picaro (Série TV)
Récompenses :
2011 : Prix Goya du Meilleur acteur pour Biutiful
2010 : Prix d'interprétation masculine au Festival de Cannes pour Biutiful
2008 : Oscar du Meilleur acteur dans un second rôle pour No Country for Old Men
2008 : Golden Globe du Meilleur acteur dans un second rôle pour No Country for Old Men
2008 : BAFTA du Meilleur acteur dans un second rôle pour No Country for Old Men
2005 : Prix Goya du Meilleur acteur pour Mar Adentro
2004 : Coupe Volpi de la Meilleure interprétation masculine pour Mar adentro à la Mostra de Venise
2003 : Prix Goya du Meilleur acteur pour Les lundis au soleil
2000 : Coupe Volpi de la Meilleure interprétation masculine pour Avant la nuit à la Mostra de Venise
1996 : Prix Goya du Meilleur acteur pour Bouche à Bouche
1995 : Prix Goya du Meilleur second rôle masculin pour Dias contados
