Walken 10 éves korában kezdte a színészkedést és 16 éves korában már a Broadwayn szerepelt. Első filmszerepét Az Anderson magnószalagok című filmben kapta. A hetvenes években nem sok sikeres filmben szerepelt, egészen az Annie Hall-ig. Az igazi áttörés 1978-ban jött el, amikor Robert De Niro és Meryl Streep oldalán szerepelt A szarvasvadász-ban. Alakításáért megkapta a legjobb mellékszereplőnek járó Oscar-díjat. Innentől kezdve nem volt megállás a csúcsig. Azazhogy 1981-ben egy csúnya eset csaknem teljesen tönkretette karrierjét: Natalie Wood színésznő rejtélyes vízbefúlását többen az ő számlájára írták, ugyanis Woods titkos viszonyt folytatott a színésszel, melyet férje Robert Wagner is megtudott. Egy, a jachtjukon történt veszekedés során fulladt vízbe a színésznő. Walken remek alakítást nyújtott a Stephen King regényből készült A holtsáv című thrillerben. Azóta számtalan remek alakítással jutalmazott meg minket, főleg gonosz szerepekben. Fontosabb filmjei: Ponyvaregény, Tiszta románc, Batman visszatér, Az utolsó emberig. Színházi alakításaiért Obie-, Clarence Derwent-, Theatre World és Tony-díjat is kapott.