Attore. Cresce nell'ambiente di Hollywood dove il padre fa l'attrezzista. Studia pianoforte al conservatorio di Los Angeles e contemporaneamente frequenta corsi di arte drammatica alla Pasadena Playhouse (tra i suoi compagni figurano anche Gene Hackman e Robert Duvall). Deciso a diventare attore, si trasferisce a New York per studiare all'Actors' Studio di Lee Strasberg e comincia a recitare nei teatri off-Broadway. E' qui che conosce il regista Mike Nichols che lo chiama nel 1967 per interpretare il ruolo del protagonista in "Il laureato", film che segna il suo debutto sullo schermo e con cui ottiene subito una candidatura all'Oscar. Fin dal suo esordio si mette in evidenza per la cura che mette nello studiare i personaggi da interpretare e anche se il suo aspetto non rispetta i canoni di bellezza di Hollywood, è uno degli attori più amati del cinema americano. Votato più che altro all'interpretazione di personaggi 'perdenti', ha dato le sue prove migliori in film drammatici come "Un uomo da marciapiede" (1969), "Piccolo grande uomo" (1970), "Il maratoneta" (1976), ma si è fatto notare anche nelle commedie come, ad esempio, la sua performance in abiti femminili in "Tootsie" (1982) o nei panni del povero Alfredo succube delle donne nell'italiano "Alfredo Alfredo" (1972) di Pietro Germi. Nonostante sia sempre stato in polemica con l'assegnazione del premio Oscar - "tutti i premi sono stupidi perché mettono la gente di talento una contro l'altra" - è stato più volte candidato e ne ha vinti due: uno nel 1980 per l'interpretazione del padre infelice in "Kramer contro Kramer" di Robert Benton accanto a Meryl Streep e uno nel 1989 per il personaggio di Raymond Babbitt, il fratello autistico di Tom Cruise in "Rain Man" di Barry Levinson, ruolo che gli è valso anche un David di Donatello. Spesso alterna il palcoscenico al grande schermo (con lo shakespeariano 'Il mercante di Venezia' è andato in scena sia a Broadway che a Londra) e ha interpretato anche una versione per la televisione del celebre "Morte di un commesso viaggiatore" (1985). Si è sposato due volte: nel 1969 con Anne Byrne da cui ha divorziato nel 1980 (lei ha già una figlia e insieme ne avranno un'altra) e nel 1980 con l'attuale moglie Lisa Gottsegen, con cui ha quattro figli che lo seguono sempre sui set in cui lavora. Verso la fine degli anni '90 si dedica anche alla produzione cinematografica. Nel 1996 riceve a Venezia il Leone d'oro alla carriera.