Eine von Liottas frühesten Rollen war als Joey Perrini in der Seifenoper Another World. Er erschien in der Show von 1978 bis 1981. In seinem ersten Film griff er Pia Zadora im Kultklassiker The Lonely Lady berüchtigt sexuell mit einem Gartenschlauch an. 1987 erhielt er seine erste Golden Globe-Nominierung für Etwas Wildes. 1989 war er zusammen mit Kevin Costner in dem Fantasy/Drama-Film Field of Dreams zu sehen. Liotta war schuhloser Joe Jackson, der Geist des berühmten Baseballspielers., 1990 war Liotta der echte Gangster Henry Hill in Martin Scorseses Film Goodfellas. 1992 war er zusammen mit Kurt Russell und Madeleine Stowe in dem Thriller Ungesetzlicher Eintritt als psychopathischer Polizist zu sehen. Er hatte auch eine Hauptrolle in Sci-Fi / Action-Film No Escape. Liotta erhielt mehr Lob für James Mangolds Film Cop Land mit Sylvester Stallone, Robert De Niro und Harvey Keitel. 1998 erhielt er Lob für den Krimi Phoenix.
Neben seinen Filmrollen war Liotta Sänger Frank Sinatra im Fernsehfilm The Rat Pack von 1998., Er erhielt eine Nominierung für den Screen Actors Guild Award für diese Rolle. Er lieferte die Stimme von Tommy Vercetti für das Videospiel Grand Theft Auto: Vice City von 2002. Er erhielt eine Nominierung für den Independent Spirit Award und eine Nominierung für den Phoenix Film Critics Society Award als bester Nebendarsteller für den Film Narc. 2003 traf er sich mit Regisseur James Mangold an der Seite von John Cusack und Alfred Molina in dem dunklen Horror-Thriller Identity wieder. Er erzählte auch innerhalb der Mafia für den National Geographic Channel in 2005., Er trat mit John Travolta im Film Wild Hogs und mit Johnny Depp im Film Blow 2001 auf.
2011 spielte er in The Son of No One, gegenüber Channing Tatum und Al Pacino. Zu Liottas jüngsten Filmen gehören Date Night mit Steve Carell, Charlie St. Cloud mit Zac Efron, das unabhängige Drama Snowmen und The River Sorrow, in dem Liotta neben Christian Slater und Ving Rhames als Detektiv zu sehen ist.