Attore dotato di grande intensità, durante la sua lunga carriera ha ripetutamente mostrato il suo talento sia nei ruoli principali che in quelli minori. Il suo interesse per la recitazione comincia durante gli studi universitari alla Oklahoma State University. Prosegue gli studi alla California Institute Of Arts, dove si diploma in Belle Arti, per poi trasferirsi a New York. Nel 1983 esordisce nell'off-Broadway in un lavoro di Sam Shepard, "Fool for Love", con una parte scritta appositamente per lui che gli fa vincere un Obie come miglior attore. Il suo debutto a Broadway avviene nel 1986 con "Precious Sons" di George Firth, che gli vale una nomination ai Tony. Nel 1977 debutta sullo schermo in un film per la televisione, ma è nel 1981 che ottiene il suo primo ruolo da protagonista ne "I Cavalieri" di George Romero, con il quale ha lavorato anche in "Creepshow" l'anno successivo. La consacrazione come star la ottiene nel 1983 con "Uomini veri", nella parte dell'astronauta John Glenn, tratto dal lavoro di Tom Wolfe "The right stuff". Numerose le interpretazioni nelle quali dà prova della sua versatilità: dal cognato adultero in "Le stagioni del cuore" (1984), all'eroe di "The Abyss" (1989), al capobanda irlandese dal sangue freddo in "Stato di grazia" (1990), allo sceriffo incorruttibile in "Cose preziose" (1993), al direttore della sala di controllo in "Apollo 13" (1995) con il quale ottiene la nomination agli Oscar 1995 come migliore attore non protagonista. Non si può dimenticare il ruolo di Christof il creatore del "Truman Show", con cui vince il Golden Globe come migliore attore non protagonista (1998). Nel 2000 lo vediamo cimentarsi nella regia, oltre che nella produzione, con "Pollock", del quale è anche interprete nei panni del famoso pittore americano Jackson Pollock (che gli vale la prima nomination all'Oscar come miglior protagonista). Il 2003 lo vede nuovamente candidato all'Oscar come miglior attore non protagonista per la sua interpretazione in "The Hours" di Stephen Daldry.Dal 1983 è sposato con l'attrice Amy Madigan, da cui ha avuto nel '93 la figlia Lily Dolordes.