Jeff Goldblum zadebiutował jako gwałciciel w "Życzeniu śmierci". W 1975 roku zagrał w "Nashville" Roberta Altmana. Wywarł niezatarte wrażenie jako nerwowy gość na przyjęciu, żalący się, że zapomniał swoją mantrę w "Annie Hall" Woody'ego Allena.
W latach osiemdziesiątych Goldblum występował w telewizji, teatrze i filmie. Uznanie krytyki i nagrodę Saturn przyniosła mu rola naukowca zmieniającego się w owada w filmie "Mucha", gdzie partnerował Geenie Davis.

W późnych latach osiemdziesiątych i wczesnych dziewięćdziesiątych Goldblum pojawiał się w kilku ekscentrycznych filmach brytyjskich i współprodukcjach francuskich. Powrócił do filmów hollywoodzkich w roku 1992, grając prawnika, który okazuje się handlarzem narkotyków w "Podwójnym kamuflażu" Billa Duke'a. Następnie wystąpił w filmie Roberta Altmana "Gracz" i wcielił się w ojca, wychowującego dorastającego syna w "Ojcach i synach".

Znakomicie zagrał odzianego w czerń matematyka, Iana Malcolma w filmie Stevena Spielberga "Park Jurajski". Następnie użyczył głosu w kilku filmach dokumentalnych i zagrał w produkcji telewizyjnej "Trąbce Clifforda Browna" , portretując muzyka jazzowego. Powrócił do filmów fabularnych w roku 1995 główną rolą w "Kryjówce diabła" oraz drugoplanową rolą w komedii "Dziewięć miesięcy". Rok później wcielił się w postać Davida Levinsona w filmie akcji "Dzień niepodległości".
Na swoim koncie ma nominację do Oscara za rolę w krótkometrażowym filmie "Little surprises".