Filme
O primeiro papel de Billy Bob foi na década de 1980 ao sul de Reno. Ele desempenhou um pequeno papel como homem em um restaurante. Billy Bob também esteve em um episódio de 1987 da série Matlock, de Andy Griffith. Outro dos primeiros papéis de Thornton foi no sitcom da CBS Hearts Afire com John Ritter e Markie Post. Seu papel como vilão no filme One False Move, de 1992, fez com que os críticos o notassem. Ele também teve pequenos papéis no início dos anos 90 nos filmes Proposta Indecente, Em Solo Mortal, Amarrado pela Honra, Cavaleiro Cinzento, e Tombstone. Thornton fez o que Wilder lhe disse para fazer. Ele escreveu, dirigiu e estrelou no filme independente Sling Blade. O filme foi lançado em 1996. O filme foi uma expansão de um curta chamado Some Folks Call It a Sling Blade. Ele contou a história de Karl Childers, um homem deficiente mental preso por assassinato. Sling Blade foi muito apreciado internacionalmente. O roteiro de Thornton lhe rendeu um Oscar de melhor roteiro adaptado, um Prêmio Writers Guild of America, e um Prêmio Edgar. Sua atuação no filme lhe rendeu uma indicação ao Oscar e ao Screen Actors Guild para Melhor Ator.
Em 1998, ele interpretou o James-Carville como Richard Jemmons em Primary Colors. Thornton escreveu a versão cinematográfica do livro All the Pretty Horses como um filme de 2000 com o mesmo nome. O filme estrelou Matt Damon e Penélope Cruz. Depois que ele foi obrigado a cortar mais de uma hora do filme, ele decidiu nunca mais dirigir outro filme. Também em 2000, um roteiro que ele havia escrito no início foi transformado em O Presente. Ele estrelou Cate Blanchett, Hilary Swank, Keanu Reeves, Katie Holmes, Greg Kinnear, e Giovanni Ribisi. Em 2000, ele também apareceu no vídeo musical de Travis Tritt para a canção "Modern Day Bonnie and Clyde".
A imprensa geralmente descreve Thorton como um "homem tatuado e hirsuto". Ele teve muitos grandes papéis no cinema após o sucesso de Sling Blade. Estes incluem o Armagedom de 1998 com Ben Affleck e Bruce Willis, A Simple Plan, Monster's Ball, Bandits e The Man Who Wasn't There. Ele interpretou um Papai Noel do shopping em 2003, o Papai Noel Ruim. Foi uma comédia negra que se saiu muito bem na bilheteria. O filme fez Thornton se destacar como um ator de quadrinhos líder. Thornton disse que, após o sucesso de Papai Noel Ruim, o público "gosta de ver [ele] interpretar esse tipo de cara", e "eles [diretores de elenco] chamam [ele] quando precisam de um babaca". É meio simples assim... você sabe como a imaginação neste negócio pode ser estreita". Em 2004, ele interpretou Davy Crockett em O Álamo.
Ele esteve na Escola de Quadrinhos para Canalhas em 2006. Entre os filmes mais recentes estão The Astronaut Farmer e a comédia, Sr. Woodcock. Em setembro de 2008, Thornton estrelou o filme de ação Eagle Eye com Shia LaBeouf e Michelle Monaghan. Thornton também disse que talvez queira dirigir outro filme. Ele pode dirigir uma peça de época sobre o explorador de cavernas Floyd Collins. O filme seria baseado no livro Aprisionado! A História de Floyd Collins de Robert K. Murray e Roger Brucker. Thornton conseguiu uma estrela no Passeio da Fama de Hollywood em 7 de outubro de 2004.
