1947年，主演了舞台剧《欲望号街车》，他在剧中饰演男主角“斯坦利·科尔瓦斯基”；同年，进入导演伊利亚·卡赞创办的“演员工作室”学习演技，是该工作室最早的成员之一 。1950年7月20日，主演的剧情片《男儿本色》上映，该片为其电影处女作 。
1951年9月18日，与费雯·丽领衔主演的剧情片《欲望号街车》上映，他在片中饰演出身底下、粗暴野蛮的波兰移民后代“斯坦利·科尔瓦斯基”，凭借该角色获得了第24届奥斯卡金像奖最佳男主角提名 。
1952年2月7日，领衔主演的传记电影《萨巴达万岁》上映，他在片中饰演墨西哥革命领袖“埃米利·亚诺·萨巴达”，凭借该角色获得了第5届戛纳国际电影节最佳男主角奖 、第6届英国电影和电视艺术学院奖电影奖-最佳外国男演员奖 。
1953年6月4日，与詹姆斯·梅森、约翰·吉尔古德共同主演的历史类传记片《凯撒大帝》上映，他在片中扮演凯撒大帝的好朋友“安东尼”，凭借该角色入围了第26届奥斯卡金像奖最佳男主角奖 ，并获得第7届英国电影和电视艺术学院奖电影奖-最佳外国男演员奖 ；12月30日，领衔主演的剧情片《飞车党》上映，他在片中扮演年轻易怒的飞车党小头目“约翰尼·斯特拉布勒” 。
1954年7月28日，与卡尔·马尔登、爱娃·玛丽·森特等联袂主演的剧情片《码头风云》上映，他在片中饰演孤身与黑社会抗争的码头工人“特里·马洛伊”，凭借该角色获得了第8届英国电影和电视艺术学院奖电影奖-最佳外国男演员奖 、第27届奥斯卡金像奖最佳男主角奖 。
1955年11月3日，与简·西蒙斯、弗兰克·辛纳特拉等联合主演的爱情歌舞片《红男绿女》上映 。1956年11月29日，与埃迪·艾伯特、格伦·福特合作主演的喜剧电影《秋月茶室》上映 。
1958年4月2日，与蒙哥马利·克利夫特、迪恩·马丁等共同主演的战争电影《百战雄狮》上映，他在片中扮演拥有着远大理想和抱负的纳粹军官“克里斯蒂安” ，凭借该角色获得了第12届英国电影和电视艺术学院奖电影奖-最佳外国男演员奖提名 。
1959年12月1日，与乔安娜·伍德沃德、安娜·玛格纳妮等一同出演的爱情电影《漂泊者》上映 。1961年3月30日，执导并领衔主演的西部电影《独眼龙》上映，该片为其导演处女作 。
1962年11月8日，与特瑞沃·霍华德、理查德·海丁等联合主演的冒险电影《叛舰喋血记》上映，他在片中饰演性格刚烈的船只大副“弗莱切·克里斯坦” 。
1963年4月2日，与冈田英次、帕特·亨格尔等合作出演的剧情片《丑陋的美国人》上映 ，凭借该片获得了第21届美国电影电视金球奖电影类-剧情类最佳男主角提名。
1964年6月10日，与大卫·尼文、雪莉·琼斯联袂主演的喜剧电影《闺中趣事》上映，他在片中饰演游戏人间的情场浪子“弗莱迪·本森” 。
1965年8月25日，与尤·伯连纳领衔主演的战争电影《谍舰》上映，他在片中被迫扮演假扮德国纳粹组织重要人物的“罗伯特·凯恩” 。
1966年9月14日，与安贾妮特·科默、约翰·萨克松等共同主演的西部电影《种马》上映，他在片中饰演喜欢独自闯荡的独行侠“马特·弗莱彻” 。
1967年1月5日，搭档索菲娅·罗兰主演的爱情喜剧片《香港女伯爵》上映 。1968年12月17日，与伊娃·奥琳、夏尔·阿兹纳夫联合主演的奇幻冒险电影《糖果》上映。
1972年3月24日，与阿尔·帕西诺、詹姆斯·卡恩等联袂主演的黑帮电影《教父》上映，马龙·白兰度扮演具有绅士风度和慑人威严第一任教父“维托·唐·科莱昂”，凭借该角色获得了第45届奥斯卡金像奖最佳男主角奖 、第30届美国电影电视金球奖电影类-剧情类最佳男主角奖 ；10月14日，与玛利亚·施奈德领衔主演的爱情电影《巴黎最后的探戈》上映，他在片中饰演年近五旬的美国作家“保罗”，凭借该角色获得了第39届纽约影评人协会奖最佳男主角奖 。
1976年5月19日，与杰克·尼科尔森、兰迪·奎德等共同主演的西部电影《大峡谷》上映 。1978年12月15日，与克里斯托弗·里夫、吉恩·哈克曼等合作出演的超级英雄电影《超人》上映，他在片中饰演超人生父“乔艾尔” 。
1979年8月15日，与马丁·辛、罗伯特·杜瓦尔等联合主演的战争电影《现代启示录》上映，他在片中饰演在柬埔寨建立独立王国的原美军上校“沃尔特·E·库尔茨” 。
1980年12月19日，与乔治·C·斯科特、玛尔特·克勒尔一同主演的惊悚犯罪电影《方程式》上映。1989年11月23日，与唐纳德·萨瑟兰、苏珊·萨兰登等联袂出演的剧情片《血染的季节》上映，凭借该片获得了第62届奥斯卡金像奖最佳男配角提名 。
1990年7月20日，搭档马修·布罗德里克主演的犯罪喜剧片《新生》上映。1992年8月20日，与汤姆·塞立克、雷切尔·沃德等共同主演的传记电影《征服四海》上映 。
1995年4月7日，与约翰尼·德普、费·唐纳薇联合主演的爱情喜剧片《天生爱情狂》上映，马龙·白兰度扮演男主角德马科的主治医生“杰克” 。
1996年8月23日，与费尔鲁扎·鲍克、朗·普尔曼等合作出演的科幻恐怖电影《拦截人魔岛》上映，他在片中饰演疯狂博士“莫罗” 。
1997年5月10日，与约翰尼·德普领衔主演的剧情片《英雄少年历险记》上映 。1998年12月3日，与查理·辛、米拉·索维诺等联袂出演的犯罪喜剧片《意外之财》上映 。1999年，马龙·白兰度被美国电影学会选为“百年来最伟大的男演员”第4名。
2001年7月13日，与罗伯特·德尼罗、爱德华·诺顿一同出演的动作悬疑片《大买卖》上映，他在片中扮演国际职业惯偷尼克·威尔斯的朋友和销赃人“马克斯” 。2003年5月4日，在纪录片《100位最伟大的电影明星》中出镜。
