Film
Billy Bob si poprvé zahrál ve filmu South of Reno z 80. let. Hrál malou roli muže v restauraci. Billy Bob si zahrál také v epizodě seriálu Andyho Griffitha Matlock z roku 1987. Další z Thorntonových raných rolí byla v sitcomu stanice CBS Hearts Afire s Johnem Ritterem a Markie Postovou. Díky roli padoucha ve filmu One False Move z roku 1992 si ho všimla kritika. Malé role měl také ve filmech z počátku 90. let Neslušný návrh, Na smrtelné půdě, Spoután ctí, Šedý rytíř a Tombstone. Thornton dělal to, co mu Wilder řekl. Napsal scénář, režíroval a hrál v nezávislém filmu Sling Blade. Film byl uveden do kin v roce 1996. Film byl rozšířením povídky s názvem Some Folks Call It a Sling Blade. Vyprávěl příběh Karla Childerse, mentálně postiženého muže uvězněného za vraždu. Film Sling Blade se těšil velkému mezinárodnímu zájmu. Thornton za scénář získal Oscara za nejlepší adaptovaný scénář, cenu Writers Guild of America a Edgar Award. Jeho herecký výkon ve filmu mu vynesl nominace na Oscara a Screen Actors Guild za nejlepší herecký výkon.
V roce 1998 hrál Richarda Jemmonse ve filmu Primary Colors, který připomínal Jamese Carvilla. Thornton napsal filmovou verzi knihy Všichni krásní koně jako stejnojmenný film z roku 2000. Ve filmu si zahráli Matt Damon a Penélope Cruz. Poté, co byl nucen z filmu vystřihnout více než hodinu, se rozhodl, že už nikdy nebude režírovat další film. V roce 2000 byl také podle jeho raného scénáře natočen film Dárek. Hráli v něm Cate Blanchett, Hilary Swank, Keanu Reeves, Katie Holmes, Greg Kinnear a Giovanni Ribisi. V roce 2000 se také objevil ve videoklipu Travise Tritta k písni "Modern Day Bonnie and Clyde".
Tisk Thortona obvykle popisuje jako "potetovaného, zarostlého muže". Po úspěchu filmu Sling Blade měl mnoho velkých filmových rolí. Patří mezi ně Armageddon s Benem Affleckem a Brucem Willisem z roku 1998, Jednoduchý plán, Ples příšer, Bandité a Muž, který tam nebyl. V roce 2003 si zahrál Santu Clause v obchodním centru ve filmu Bad Santa. Jednalo se o černou komedii, která si v pokladnách kin vedla velmi dobře. Thornton se díky tomuto filmu zapsal do povědomí jako hlavní komediální herec. Thornton prohlásil, že po úspěchu Bad Santa diváci "rádi sledují, jak hraje takové chlápky", a že "když potřebují nějakého blbce, volají mu [castingoví režiséři]". Je to tak nějak jednoduché... víte, jak úzká může být představivost v této branži." V roce 2004 hrál Davyho Crocketta ve filmu The Alamo.
V roce 2006 hrál v komediálním filmu Škola pro darebáky. Z novějších filmů jmenujme například Astronautský farmář nebo komedii Pan Woodcock. V září 2008 si Thornton zahrál v akčním filmu Eagle Eye se Shiou LaBeoufem a Michelle Monaghan. Thornton také uvedl, že by možná chtěl režírovat další film. Možná bude režírovat dobový snímek o jeskynním badateli Floydu Collinsovi. Film by byl natočen podle knihy Trapped! The Story of Floyd Collins od Roberta K. Murraye a Rogera Bruckera. Thornton dostal 7. října 2004 hvězdu na hollywoodském chodníku slávy.
