El actor californiano decidió dedicarse al mundo de la interpretación siendo adolescente e ingresó en la Neighborhood Playhouse de Nueva York.  Actuó por primera vez en el escenario de Broadway en 1941, con The morning star y The Willow and I.

Tras tres años en el teatro se lanzó al cine, siendo su primera película Días de gloria, en 1944.  En el mismo año actuó en Las llaves del reino, cuyo film obtuvo su primer éxito y su primera nominación al Oscar.  Hitchcock, se fijó en él para interpretar el personaje principal de la película Recuerda, en 1945, en la que compartió reparto con Ingrid Bergman.

Sus personajes han intervenido en películas de géneros diversos, pasando por la comedia, tragedia y  westerns entre otros.  De su filmografía destaca La barrera invisible, 1947, Cielo amarillo, 1948, El mundo en sus manos, 1952, Vacaciones en Roma, 1953, Horizontes de grandeza, 1958, El cabo del terror, 1962, La profecía, 1978, Los niños del Brasil, 1978.  Matar un ruiseñor, 1962, le hizo ganar el Oscar como mejor actor. 

Desde la década de los cuarenta hasta los sesenta logró mantener su buena posición como actor en el cine de Hollywood.  Llegados los años setenta, su carrera artística empieza a ser menos relevante auque continúa en activo hasta los últimos años del siglo XX.  A lo largo de los años ochenta, realiza menos películas de las cuales destaca Gringo viejo, 1989. En 1991, actúa en El dinero de los demás y El cabo del miedo.