Su debut como actor adulto fue un papel corto en la multipremiada película Gandhi en 1982. Posteriormente hizo varios papeles en teatro y para series de la BBC hasta que en 1985 se consagró con dos papeles: uno era el de punky londinense y homofobo que mantiene una relación con un antiguo amigo del colegio en Mi hermosa lavandería y el de un dandy llamado Cecil Vyse en Una habitación con vistas en la que trabajó con muchos de los mejores actores ingleses. Luego le vinieron otras películas como La insoportable levedad del ser con Juliette Binochehasta que en 1989 le ofrecieron el papel de Christy Brown, un artista irlandés discapacitado en Mi pie izquierdo. Este papel fue el que le dio fama y un Óscar entre numerosos premios y nominaciones como la del Globo de Oro. Con este director, el irlandés Jim Sheridan, colaboró en otras dos ocasiones, en la película En el nombre del padre, en 1993 sobre el tema de los Cuatro de Guilford acusados injustamente de pertenencia al IRA, con Emma Thompson y por la cual consiguió otra nominación al Óscar además de otras nominaciones y premios, y The Boxer en 1997. También ha hecho su andadura en Hollywood con películas como el afamado film El último mohicano de Michael Mann de 1992, que le dio un impulso a su ascendente carrera; posteriormente realizó La edad de la inocencia en 1993 de Martin Scorsese El Crisol de 1996 o Gangs of New York de 2002, también de Scorsese y que le proporcionó su tercera nominación al Óscar por su trabajo como Bill el Carnicero. Uno de sus últimos trabajos ha sido una película dirigida por su mujer Rebecca Miller, hija del dramaturgo Arthur Miller con la que se casó en 1996 y tiene dos hijos. La obra en cuestión es la muy bien lograda The Ballad of Jake and Rose ("Nunca te dejaré"), la vida de un padre con enfermedad terminal y pasado hippie y su hija en lo que quedó de una comuna creada por aquel movimiento en los ´70. Tiene un hijo anterior de la relación con la actriz Isabelle Adjani También mantuvo una relación con Julia Robertsy la actriz Winona Ryder Rechazó el papel de Tom Hanksen Philadelphia para centrarse en el rodaje de En el nombre del padre. Hanks ganó su primer Óscar por esta película. El actor nunca aparece en la prensa rosa, y rara vez concede entrevistas. Sólo se le puede ver en la gran pantalla, y con poca frecuencia. En 2007 estrenó There Will Be Blood ("Pozos de ambición"), basada en la novela Oil! de Upton Sinclair y dirigida por Paul Thomas Anderson, por la que ganó su segundo Óscar al Mejor actor y el Globo de Oro al Mejor actor en la categoría de Drama. Sus primeras críticas fueron bastante entusiastas, catalogándola incluso como una de las mejores películas de los últimos años. En poco tiempo, esta película llegó a posicionarse en el puesto 14 del top 250 de Internet Movie Database de las mejores películas de la historia del cine. Por último, estelarizó la película Nine, una adaptación de Otto é mezzo 8 1/2 Federico Fellini y que está dirigida por Rob Marshall (Chicago, Memorias de una Geisha). En la Película, Day Lewis interpreta a Guido Contini, un director italiano casado al que le gustan las mujeres. La película tiene un reparto de auténtico lujo: Nicole Kidman, Judi Dench, Marion Cotillard Kate Hudson Penélope Cruz, Sophia Loreny Fergie Se estrenó en enero de 2010. Actualmente, también se lo encuentra filmando la película Silence, otra vez con el director Martin Scorsese acompañado por los actores Benicio del toro y Gael García Bernal muchos detalles de la película no se dieron a conocer. Se estrenará en el 2010.