Film
Billy Bobs erste Rolle spielte er in den 1980er Jahren südlich von Reno. Er spielte eine kleine Rolle als Mann in einem Restaurant. Billy Bob war auch 1987 in einer Episode der Andy-Griffith-Serie Matlock zu sehen. Eine weitere von Thorntons frühen Rollen war in der CBS-Sitcom Hearts Afire mit John Ritter und Markie Post. Seine Rolle als Bösewicht in dem 1992 gedrehten Film One False Move brachte ihm die Aufmerksamkeit der Kritiker ein. Er hatte auch kleine Rollen in den Filmen Indecent Proposal, On Deadly Ground, Bound by Honor, Grey Knight und Tombstone in den frühen 1990er Jahren. Thornton tat, was Wilder ihm befahl. Er schrieb, führte Regie und spielte die Hauptrolle in dem Independent-Film Sling Blade. Der Film wurde 1996 veröffentlicht. Der Film war eine Erweiterung eines Kurzfilms mit dem Titel Some Folks Call It a Sling Blade. Er erzählte die Geschichte von Karl Childers, einem geistig behinderten Mann, der wegen Mordes inhaftiert ist. Sling Blade war international sehr beliebt. Thorntons Drehbuch brachte ihm einen Oscar für das beste adaptierte Drehbuch, einen Preis der Writers Guild of America und einen Edgar Award ein. Seine schauspielerische Leistung in dem Film brachte ihm einen Oscar und Nominierungen der Screen Actors Guild für den besten Schauspieler ein.
Im Jahr 1998 spielte er den James-Carville-ähnlichen Richard Jemmons in Primary Colors. Thornton schrieb die Verfilmung des Buches All the Pretty Horses als gleichnamigen Film aus dem Jahr 2000. In dem Film spielten MattDamon und Penélope Cruz die Hauptrollen. Nachdem er gezwungen war, mehr als eine Stunde des Films zu schneiden, beschloss er, nie wieder Regie bei einem anderen Film zu führen. Ebenfalls im Jahr 2000 wurde ein frühes Drehbuch, das er geschrieben hatte, in The Gift umgesetzt. In den Hauptrollen waren Cate Blanchett, Hilary Swank, Keanu Reeves, Katie Holmes, Greg Kinnear und Giovanni Ribisi zu sehen. Im Jahr 2000 erschien er auch in Travis Tritts Musikvideo für den Song "Modern Day Bonnie and Clyde".
Die Presse beschreibt Thorton gewöhnlich als "tätowierten, behaarten Mann". Nach dem Erfolg von Sling Blade hatte er viele große Filmrollen. Dazu gehören 1998 Armageddon mit Ben Affleck und Bruce Willis, Ein einfacher Plan, Monster's Ball, Banditen und Der Mann, der nicht da war. Er spielte den Weihnachtsmann im Einkaufszentrum in Bad Santa Claus 2003. Es war eine schwarze Komödie, die an der Kinokasse sehr gut ankam. Der Film machte Thornton als komödiantischen Hauptdarsteller bekannt. Thornton hat gesagt, dass das Publikum nach dem Erfolg von Bad Santa "gerne zuschaut, wie [er] diese Art von Kerl spielt", und "sie [die Besetzungschefs] rufen [ihn] an, wenn sie ein Arschloch brauchen. So einfach ist das... Sie wissen ja, wie begrenzt die Vorstellungskraft in diesem Geschäft sein kann." 2004 spielte er Davy Crockett in The Alamo.
Er war 2006 in der Comic-Schule für Schurken. Zu den neueren Filmen gehören Der Astronaut Farmer und die Komödie Mr. Woodcock. Im September 2008 spielte Thornton die Hauptrolle in dem Actionfilm Eagle Eye mit Shia LaBeouf und Michelle Monaghan. Thornton hat auch gesagt, dass er möglicherweise bei einem anderen Film Regie führen möchte. Möglicherweise führt er Regie bei einem historischen Stück über den Höhlenforscher Floyd Collins. Der Film würde auf dem Buch Gefangen! The Story of Floyd Collins von Robert K. Murray und Roger Brucker. Thornton erhielt am 7. Oktober 2004 einen Stern auf dem Hollywood Walk of Fame.