1990年，17岁的浅野忠信被选中出演由松冈锭司执导的剧情片《拍水的金鱼》，这是他第一次登上大屏幕，该片根据望月峯太郎的第一部同名漫画改编。1993年，参演由岩井俊二执导的犯罪片《无名地带》 。1994年，浅野忠信与竹中直人、冢本晋也联袂出演剧情片《等待救火的日子》 。1995年，与江角真纪子、内藤刚志联手出演由是枝裕和执导的爱情片《幻之光》。1996年，主演由岩井俊二执导的奇幻片《梦旅人》，并因此结识了自己后来的太太Chara，获得第20届日本电影学院奖话题奖-最具话题演员奖 。同年，出演了由青山真治执导的犯罪片《无援》，饰演无所事事的高中生健次 。此外，还出演了由井坂聪执导的犯罪片《睇真D杀人事件》，获得第20届日本电影学院奖话题奖-最具话题演员奖 。1997年，与石井聪互导演首度合作爱情惊悚片《梦幻银河》 。同年，与船木诚胜、永濑正敏联袂主演黑白实验动作片《八万伏特霹雳神龙》，饰演一个狂热、颓废、压抑的狂徒竜眼寺。10月，与中山美穗、竹中直人主演剧情片《东京日和》。 1998年，与松田龙平、武田真治联袂主演由大岛渚执导的古装片《御法度》，该片讲述了德川幕府末年武士间的故事 。1999年，出演由手冢真执导的《白痴》。2000年10月，主演由石井聪互执导的动作历史片《五条灵战记》 。2001年，出演由相米慎二执导的爱情片《风花》，获得东京电影节最佳男主角奖。5月，参演由是枝裕和执导的剧情片《距离》，饰演一个异教分子坂田一角。2002年4月，与大森南朋主演由三池崇史执导的动作犯罪片《杀手阿一》，饰演满面疤痕，嘴角两边还穿上了铁环，红色毛布恤衫衬着紫色光亮西装的垣原老大，该片改编自山本英夫的同名漫画 。9月，出演由杉森秀则执导的处女作《水之女》 。2003年1月，与小田切让合作主演由黑泽清执导的剧情片《光明的未来》 。8月，在爱情片《宇宙只有我和你》中扮演一个有自杀倾向的图书馆管理员，获得第60届威尼斯电影节新晋演员奖-最佳男演员 。9月，与北野武主演动作喜剧片《座头市》，饰演服部源之助，获得第27届日本电影学院奖最佳男配角提名 。同年，为了纪念小津安二郎导演诞辰100周年，出演由侯孝贤执导的爱情片《咖啡时光》 。2004年8月，与维尼·琼斯、阿部宽搭档主演悬疑惊悚片《杀妻总动员》，饰演一直在盘算杀掉性格有点凶狠妻子的石垣 。2005年，与池脇千鹤合作主演爱情片《为了谁》。同年，与松田龙平、成宫宽贵联手主演根据日本推理小说作家江户川乱步的四部小说综合改编而成的恐怖科幻片《乱步地狱》，饰演全裸走在一片荒芜的土地上的明智小五郎 。2006年，浅野忠信与冈田准一、宫泽理惠参演根据日本古典小说家藤泽周平的同名小说改编而成的古装片《花之武者》。同年，与曾志伟、光石研联袂主演由彭力·云旦拿域安执导的动作片《暗涌》，该片应邀为第三十届香港国际电影节的观摩电影 。2007年，浅野忠信与孙红雷合作主演了由俄罗斯电影导演谢尔盖·博德罗夫执导的历史片《蒙古王》，该片讲述了一代天骄成吉思汗的早年生活 。同年，与石田惠理、丰田真帆、宫崎葵联袂主演剧情片《悲伤假期》，饰演身世可怜、处心积虑报复亲生母亲的白石健次 。2008年1月，与吉永小百合搭档主演根据野上照代的著作改编的家庭片 《母亲》，饰演野上滋的学生山崎彻，获得第32届日本电影学院奖最佳男配角提名 。同年，与方·基默、丽芙·泰勒联手出演根据日本小说作家村上龙代表作改编的惊悚片《寄物柜里的婴孩》 。此外，还自导自演以从东京都到静冈县的国道246号为题的爱情纪录短片《R246的故事》，与六位导演一人拍摄二十到三十分钟的短片 。2009年5月，与北村一辉、中山裕介联袂主演根据宫藤官九郎改编的以一个虚构小镇为舞台的话剧《钝兽》，饰演作家凸川隆二 。6月，与香川照之、松田龙平联袂主演动作片《剑岳：点之记》，获得第33届日本电影学院奖最佳男主角提名 。10月，与松隆子合作主演以战后的日本为舞台的剧情片《维荣的妻子》，饰演才华洋溢的小说家大谷，获得第33届日本电影学院奖最佳男演员奖和第4届亚洲电影大奖最佳男演员 。2010年10月，与小池荣子主演根据本谷有希子的小说改编的剧情片《粗暴与待机》，饰演与绪川奈奈濑住在同一间公寓的上下铺的山根英则，该片讲述了四人男女既可悲又可笑的爱情故事 。同年，与木村拓哉、苍井优为2D赛车动画《红线》配音 。2011年1月，浅野忠信与尾创路、石原里美合作出演以昭和22年的日本战败时期为舞台背景的剧情片《月光假面》，饰演板尾的战友冈本 。5月，浅野忠信开始进军好莱坞，出演个人第一部好莱坞作品《雷神》，饰演仙宫三勇士之一霍根，该片讲述北欧神话中掌控暴风和闪电的雷神的故事 。10月，与深津绘里、西田敏行联袂出演喜剧片《了不起的亡灵》，饰演历史学者、更科六兵卫的子孙木戸健一 。2012年，浅野忠信与泰勒·克奇、连姆·尼森参演科幻片《超级战舰》，饰演永田 。8月，与高仓健参演由降旗康男执导的剧情片《只为了你》 。此外，还参演根据小说家朔立木创作的作品集《生命最终时刻》中 的同名小说改编的剧情片《临终的委托》 。2013年，与基努·里维斯出演根据元禄赤穗事件改编而来的动作科幻片《浪人四十七》，饰演有密谋夺取德川家的天下的野心的吉良上野介 。11月，参演动作科幻片《雷神2：黑暗世界》 。同年，与役所广司、大泉洋联手出演由三谷幸喜执导的历史片《清须会议》 。2015年，与二阶堂富美合作主演爱情片《我的男人》，获得第57届蓝丝带奖的最佳男主角和第36届莫斯科电影节竞赛单元最佳男演员 。同年，出演改编自日本小说家伊坂幸太郎的同名小说的动作悬疑片《蚱蜢》，饰演杀手鲸 。10月，还与深津絵里合作主演了改编自日本小说家汤本乡树同名小说的悬疑片《岸边之旅》 。12月12日，出演由山田洋次执导的亲情片《如果和母亲一起生活》 。2016年参加拍摄电影《新宿天鹅2》。