Attivo sia al cinema che a teatro, in particolare nei musical, è particolarmente noto per aver interpretato Wolverine nella saga cinematografica degli X-Men (2000-17). La sua carriera annovera ruoli da protagonista in molti film di successo, tra cui Kate & Leopold (2001) (per il quale ha ricevuto una candidatura ai Golden Globe), Scoop di Woody Allen (2006), The Fountain di Darren Aronofsky (2006), The Prestige di Christopher Nolan (2006) e Australia di Baz Luhrmann (2008). Nel 2013 ha ottenuto il plauso della critica per la sua interpretazione di Jean Valjean nel film musicale Les Miserables, per il quale ha ottenuto una candidatura per l'Oscar al miglior attore, ai BAFTA e agli Screen Actors Guild. In campo teatrale, ha vinto nel 2004 un Tony Award come miglior attore protagonista in un musical e un Drama Desk Award per The Boy from Oz. Ha successivamente vinto un Tony Award Speciale.