1985年，葛優拍攝了首部電影《盛夏和她的未婚夫》，正式進入影視圈。
1988年，在影片《頑主》中扮演楊重一角，獲得第9屆中國電影金雞獎最佳男主角獎提名；同年，在張藝謀執導的電影《代號美洲豹》中飾演一名劫機犯。
1989年，參演了滕文驥執導的電影《黃河謠》，扮演土匪頭子黑骨頭。
1991年，參演電影《烈火金剛》；同年，在黃健中執導的電影《過年》中飾演好色又假正經的大姐夫，葛優憑借此片獲得第15屆大眾電影百花獎最佳男配角獎。
1992年，主演北京電視臺推出的電視劇《編輯部的故事》，飾演李冬寶一角，葛優亦憑借此片獲得第10屆中國電視金鷹獎最佳男主角獎；同年，主演夏剛執導的電影《大撒把》，獲得第13屆中國電影金雞獎最佳男主角獎。
1993年，主演張藝謀導演的電影《活著》，這部電影是他表演上的轉折點，《活著》是以男主角的坎坷命運為主線，時間跨度長，表演幅度大，劇中葛優飾演的福貴是一個嗜賭如命的紈绔子弟，不僅在賭桌上敗光了全部家底，也使得老父惱羞成怒撒手人寰；同年，葛優在陳凱歌執導的電影《霸王別姬》中飾演袁四爺一角。
1994年，憑借在《活著》中的表演，葛優獲得第47屆戛納國際電影節最佳男主角獎，成為中國內地首位戛納影帝。
1996年，與姜文合演周曉文執導的電影《秦頌》，飾演悲劇音樂家高漸離。
1997年，參演由許鞍華執導、改編自張愛玲小說的電影《半生緣》；同年，在馮小剛執導的賀歲片《甲方乙方》中飾演姚遠一角。
1998年，憑借《甲方乙方》獲得第21屆大眾電影百花獎最佳男演員獎；同年，參演馮小剛執導的電影《不見不散》，在片中飾演劉元。
1999年，在馮小剛執導的電影《沒完沒了》中飾演出租車司機韓冬。
2000年，主演電影《大腕》，在片中飾演一位電影廠的下崗攝影師。
2002年，憑借《大腕》獲得第25屆大眾電影百花獎最佳男主角獎。
2003年，主演馮小剛執導的電影《手機》，葛優飾演的嚴守一是一名電視臺的主持人，主持《有一說一》的談話節目，但這個人物在公眾面前講真話，生活之中卻說假話。
2004年，憑借電影《卡拉是條狗》獲得第27屆大眾電影百花獎最佳男主角獎；同年，出演馮小剛執導的電影《天下無賊》，飾演盜竊團伙首領胡黎。
2006年，在馮小剛執導的《夜宴》中飾演有些神經質，同時還有些脆弱的厲帝。
2007年，在劉儀偉執導的《命運呼叫轉移》中飾演純樸憨厚的農民老三。
2008年，在馮小剛執導的電影《非誠勿擾》中飾演海歸秦奮，與舒淇演繹了尋找真愛的童話。
2009年3月，憑借《非誠勿擾》獲得第3屆亞洲電影大獎最佳男主角獎；12月，擔任第1屆澳門國際電影節評審團主席。
2010年，主演陳凱歌執導的電影《趙氏孤兒》，片中其飾演的程嬰是一個有悖傳統中國宗法倫理規范，棄親生子不顧，將他人孩子撫育成人的悲情英雄；12月16日，與姜文、周潤發合演的電影《讓子彈飛》在全國上映，葛優憑借該片提名第48屆臺灣電影金馬獎最佳男主角獎、第31屆香港電影金像獎最佳男主角獎。
2011年8月，憑借《趙氏孤兒》獲得第14屆中國電影華表獎優秀男演員獎；12月，與英皇娛樂簽下為期五年共三部影片的合約。
2013年12月19日，葛優主演的賀歲喜劇電影《私人定制》在全國上映。
2014年，主演姜文執導的電影《一步之遙》，飾演警探項飛田。
2015年，主演劇情片《羅曼蒂克消亡史》。
2016年，與謝霆鋒、鄭容和合作主演4D電影《鋒味江湖之決戰食神》。
2017年12月21日，憑借電影《羅曼蒂克消亡史》獲得第9屆澳門國際電影節最佳男主角獎。
2019年2月4日，2019年中央廣播電視總臺春節聯歡晚會，葛優與蔡明、潘長江、喬杉、翟天臨、郭曉小表演小品《“兒子”來了》；9月30日，主演為新中國成立70周年獻禮的電影《我和我的祖國》 上映；11月29日，主演的電影《兩只老虎》上映。
2020年10月1日，主演的電影《我和我的家鄉》上映，葛優在《北京好人》單元中飾演張北京。
2021年4月30日，主演電影《古董局中局》上映，在片中飾演付貴。
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