Su primera aparición en la pantalla fue en 1990, en el vídeo de Janet JacksonLove will never do (without you), que coprotagonizó Antonio Sabato, Jr.. Hounsou debutó en el cine a los 25 años en la comedia musical Without you I’m nothing (1990), y trabajó en televisión en el capítulo Clase de Beverly Hills (1990) de la serie Beverly Hills, 90210 (titulada en España Sensación de vivir). En 1994 realizó un pequeño papel en la película de ciencia ficción Stargate y en 1999 actuó en seis capítulos de ER como Mobalage Ikabo, un refugiado de Nigeria (su país, Benín, comparte su frontera más larga con Nigeria). Recibió muy buenas críticas y una nominación a los premios Globos de Oro por su papel como Joseph Cinqué en la película de Steven Spielbergtitulada Amistad (1997). Debido a que su personaje hablaba mendé (el idioma de Sierra Leona) como lengua materna, Hounsou tuvo que aprender a hablarlo. Se hizo más conocido como Juba, un gladiador africano en la película Gladiator (2000). Fue nominado para el premio Óscar al mejor actor de reparto por En América. Tuvo un papel protagónico invitado en la serie Alias. En 2002 protagonizó un anuncio comercial de Gap dirigido por Peter Lindberg, bailó en una versión de la canción Boom boom (de John Lee Hooker) por Baba Oje (del grupo de hip hop Arrested Development). En 2004, fue el primer negro africano en ser nominado para un Óscar. Ese mismo año, la actriz sudafricana Charlize Theronfue nominada por su trabajo en Monster, y fue la primera vez que dos actores africanos fueron nominados al Oscar el mismo año. A mediados de 2005 se asoció con el músico de rock Bonopara comenzar una nueva campaña para que los científicos africanos retornen a sus países de origen. Durante la filmación de Diamantes de sangre (2006), un asaltante lo amenazó con un arma. Hounsou asegura que el actor Leonardo DiCaprio (el protagonista del filme) le salvó la vida poniéndose en medio de ambos y calmando al agresor. En 2006, por su actuación en Diamantes de sangre, ganó el premio National Board of Review por mejor actor de reparto; y recibió nominaciones para los Oscars, la Broadcast Film Critics Association y los Premios del Sindicato de Actores. El 24 de febrero de 2007, la firma Calvin Klein anunció que Hounsou sería su nuevo modelo de ropa interior. Modelos anteriores fueron por ejemplo el futbolista Freddie Ljungberg y el actor estadounidense Mark Wahlberg El director Tim Story mencionó recientemente a IGN que si hiciera una tercera película de Los cuatro fantásticos, le gustaría tener a Hounsou como Pantera Negra. También David Jaffe expresó interés en ver a Hounsou interpretar el héroe Kratos, protagonista de una película basada en el exitoso vídeojuego Dios de la guerra. Hounsou se comprometió con la organización SOS Children’s Villages (SOS-USA.org) mientras filmaba Diamantes de sangre en Mozambique con Leonardo DiCaprio. Actualmente ha firmado con la empresa francesa Cartier para diseñar un brazalete de caridad para continuar apoyando a los niños SOS Children’s Villages en Mozambique. Una porción de las ganancias de cada brazalete se dirige a establecer familias para huérfanos de todo el mundo.