1988年，参演个人首部电影《Vroom》，从而正式进入娱乐圈；同年，参演剧情类电视剧《Boon》。1989年，出演剧情电影《Precious Bane》。1990年，参演剧情类电视剧《Chancer》。
1991年10月11日，由其主演的剧情电影《闭上我的眼睛》在芬兰上映。1993年，主演由斯蒂芬·波利亚科夫执导的剧情电影《世纪》；4月12日，与汀斯利·安霍尔特、安德鲁·布劳尔联袂主演的冒险电影《燃烧的土地》在美国上映。
1994年12月4日，与凯瑟琳·泽塔-琼斯搭档主演的剧情电影《还乡》在美国上映，该片改编自托马斯·哈代的同名小说；同年，参演由David Wheatley执导的剧情电影《Nobody's Children》；此外，还参演了惊悚电影《Doomsday Gun》。
1996年，出演由埃米·霍尔登·琼斯执导的惊悚电影《魔鬼交易》。1997年，参演舞台剧《靠近》；10月4日，与罗泰尔·布鲁特、伊恩·麦凯伦联袂主演的剧情电影《生命中不能承受之情》上映。1998年，克里夫·欧文领衔主演动作电影《杀戮赌场》。2000年，与海伦·米伦合作主演励志电影《生命的绿色》。
2001年4月26日，由其主演的动作短片《伏击》在全球上映；5月10日，由其主演的动作短片《抉择》在全球上映；5月24日，与米基·洛克搭档主演的动作短片《跟踪》在全球上映；6月，由其主演的动作短片《明星》在美国上映；同年，与斯特兰·斯卡斯加德合作主演动作短片《浑身是胆智多星》；11月7日，与玛吉·史密斯共同主演的犯罪悬疑电影《高斯福德庄园》在英国上映。
2002年6月14日，与马特·达蒙等联袂出演的动作电影《谍影重重》上映；10月24日，与凯瑟琳·莫里斯合作主演的动作惊悚短片《人质》在美国上映；11月12日，由其主演的动作冒险短片《实时引爆》在美国上映；11月21日，由其主演的动作冒险短片《打击魔鬼》在美国上映。
2003年6月22日，与夏洛特·兰普林搭档主演犯罪惊悚电影《至死方休》，饰演退隐山林的黑帮首领威尔葛汉；10月24日，与安吉丽娜·朱莉合作主演的爱情电影《超越边界》上映。
2004年，与凯拉·奈特丽联合主演剧情电影《亚瑟王》；同年，与朱莉亚·罗伯茨等联合主演剧情电影《偷心》，他凭借该片入围第77届奥斯卡金像奖最佳男配角奖，获得第62届美国电影电视金球奖电影类最佳男配角奖和第58届英国电影学院奖最佳男配角奖。
2005年，克里夫·欧文与杰西卡·阿尔芭、布鲁斯·威利斯联袂出演犯罪电影《罪恶之城》，饰演周旋在黑暗旧城的浪子德怀特 ；同年，出演由米凯尔·哈弗斯特罗姆执导的动作电影《绝地威龙》。
2006年，与朱丽安·摩尔、迈克尔·凯恩联合主演科幻电影《人类之子》，饰演主管移民的警察蒂欧，他凭借该片入围第33届土星奖最佳男主角奖；3月24日，与丹泽尔·华盛顿合作主演犯罪电影《局内人》，饰演狡猾、冷静聪明、控制力超强的银行抢劫犯达尔顿·拉塞尔。
2007年7月26日，与莫妮卡·贝鲁奇合作主演的动作电影《火线保镖》在美国上映，饰演外表冷酷而又神秘的史密斯先生；10月12日，与凯特·布兰切特合作主演传记电影《《辉煌年代》，饰演风流倜傥、文韬武略样样精通的爵士瓦特·雷利。
2009年2月13日，与娜奥米·沃茨搭档主演的悬疑动作电影《跨国银行》在美国上映，饰演国际警察组织的主管刘易斯 ；3月20日，与朱莉娅·罗伯茨联袂主演的惊悚片《口是心非》在美国上映，饰演前英国情报机构军情六处特工雷・卡沃尔。
2010年4月9日，与丹尼尔·布鲁赫合作主演惊悚片《入侵者》；27日，与杰森·斯坦森合作主演动作惊悚片《杀手精英》。2011年3月，与妮可·基德曼联合主演爱情电影《海明威与盖尔霍恩》，饰演美国作家欧内斯特·海明威；4月1日，由其主演的剧情电影《信任》在美国上映；同年，与安德丽亚·瑞斯波罗格搭档主演由詹姆斯·马什执导的惊悚电影《影子舞者》 ；9月23日，与杰森·斯坦森、罗伯特·德尼罗主演的动作惊悚片《杀手精英》在美国公映。
2012年，克里夫·欧文与米拉·库妮丝共同主演犯罪电影《血缘关系》；5月28日，与妮可·基德曼合作主演的爱情电影《海明威与盖尔霍恩》在美国上映，他凭借该剧入围第64届美国电视艾美奖限定剧/电视电影类-迷你剧/电视电影最佳男主角奖、第70届美国电影电视金球奖电视类迷你剧及电视电影最佳男主角奖；8月22日，由其出演的犯罪电影《罪恶之城2》上映；8月31日，与杰弗里·迪恩·摩根、凯拉·塞吉维克联合出演的恐怖电影《恶灵入侵》在美国上映，该片根据记者莱斯利·戈尔斯坦的纪实作品《盒子里的恶灵》改编。
2013年9月7日，与朱丽叶·比诺什共同主演的剧情电影《文字与图像》在加拿大上映。2014年8月8日，由其主演的医疗剧《尼克病院》播出，并担任该剧的制片人，他凭借该剧入围第72届美国电影电视金球奖电视类剧情类剧集最佳男主角奖。2015年4月3日，与摩根·弗里曼合作主演的动作冒险电影《最后的骑士》在美国上映，饰演勇猛忠诚的将军雷顿。
2016年，与阿曼达·塞弗里德合作主演科幻电影《Anon》；3月18日，与杰顿·李博赫共同主演的喜剧电影《坚信礼》在美国上映；同年，出演由弗雷德·谢皮西执导的电影《安道尔》；10月23日，由其主演的动作短片《逃脱》在美国上映；此外，还出演了由弗雷德·谢皮西执导的剧情电影《Andorra》。
2017年，与罗莎曼德·派克、乔尔·金纳曼联合出演犯罪电影《三秒钟》；同年，与黛茜·雷德利、娜奥米·沃茨联袂主演剧情电影《奥菲莉娅》，饰演丹麦国王克劳狄斯；8月25日，由其主演的科幻电影《星际特工：千星之城》在中国大陆上映，他在片中饰演指挥官阿伦。
2018年，与威尔·史密斯合作出演由李安执导的科幻惊悚电影《双子煞星》。
▪ 2005 第77届 奥斯卡金像奖最佳男配角奖 偷心 （提名）
▪ 2015 第72届 美国电影电视金球奖电视类-剧情类剧集最佳男主角奖 尼克病院 （提名）
▪ 2013 第70届 美国电影电视金球奖电视类-迷你剧/电视电影最佳男主角奖 海明威与盖尔霍恩 （提名）
▪ 2005 第62届 美国电影电视金球奖电影类-最佳男配角奖 偷心 （获奖）
▪ 2005 第58届 英国电影学院奖电影奖-最佳男配角奖 偷心 （获奖）
▪ 2012 第64届 美国电视艾美奖限定剧/电视电影类-迷你剧/电视电影最佳男主角奖 海明威与盖尔霍恩 （提名）
▪ 2006 第15届 MTV电影奖最佳吻戏 罪恶之城 （提名）
▪ 2007 第33届 土星奖最佳男主角奖 人类之子 （提名）
▪ 2013 第19届 美国演员工会奖迷你剧/电视电影最佳男主角奖 海明威与盖尔霍恩 （提名）
▪ 2002 第8届 美国演员工会奖最佳群戏奖 高斯福庄园 （获奖）
▪ 2006 第11届 美国广播影评人协会奖最佳群戏奖 罪恶之城 （提名）
▪ 2005 第10届 美国广播影评人协会奖最佳男配角奖 偷心 （提名）
▪ 2005 第10届 美国广播影评人协会奖最佳群戏奖 偷心 （提名）
▪ 2002 第7届 美国广播影评人协会奖最佳群戏奖 高斯福庄园 （获奖）
▪ 2010 澳大利亚电影学院奖最佳男主角奖 男孩们回来了 （提名）
