Uno dei primi ruoli di Liotta era come Joey Perrini sulla soap opera Another World. È apparso nello show dal 1978 al 1981. Nel suo primo film ha infamamente aggredito sessualmente Pia Zadora con un tubo da giardino nel classico cult The Lonely Lady. Nel 1987, ha ottenuto la sua prima nomination ai Golden Globe per Something Wild. Nel 1989, ha costarred, insieme a Kevin Costner, nel film fantasy/drammatico, Field of Dreams. Liotta era senza scarpe Joe Jackson, il fantasma del famoso giocatore di baseball., Nel 1990, Liotta era nella vita reale mafioso Henry Hill nel film Goodfellas di Martin Scorsese. Nel 1992, ha recitato, insieme a Kurt Russell e Madeleine Stowe, nel thriller Unlawful Entry come un poliziotto psicopatico. Ha avuto anche un ruolo di primo piano nel film di fantascienza / azione No Escape. Liotta ha guadagnato più elogi per il film Cop Land di James Mangold, interpretato al fianco di Sylvester Stallone, Robert De Niro e Harvey Keitel. Nel 1998, ha ricevuto elogi per il film poliziesco Phoenix.
Oltre ai suoi ruoli cinematografici, Liotta era il cantante Frank Sinatra nel film TV del 1998 The Rat Pack., Ha ricevuto una nomination agli Screen Actors Guild Award per questo ruolo. Ha fornito la voce di Tommy Vercetti per il videogioco del 2002 Grand Theft Auto: Vice City. Ha ricevuto una nomination agli Independent Spirit Award e una nomination ai Phoenix Film Critics Society Awards come miglior attore non protagonista per il film Narc. Ha poi riunito con il regista James Mangold nel 2003 al fianco di John Cusack e Alfred Molina in identità horror-thriller scuro. Ha anche narrato Dentro la mafia per il National Geographic Channel nel 2005., È apparso con John Travolta nel film Wild Hogs e con Johnny Depp nel film Blow del 2001.
Nel 2011, ha recitato in Il figlio di nessuno, di fronte a Channing Tatum e Al Pacino. I film recenti di Liotta includono Data Night con Steve Carell, Charlie St. Cloud con Zac Efron, il dramma indipendente Snowmen e The River Sorrow, che interpreta Liotta come detective al fianco di Christian Slater e Ving Rhames.