香川照之最初并没有成为演员的打算，但因为双亲是演员，而且也没有其它特别想要做的事而最终成为演员。20多岁时因为不是太想继续做演员，所以在拍摄电影《内衣教父》时被导演鹿岛勤NG了100次。但从那之后，香川开始正视自己的演员角色。
1989年，香川照之在大河剧《春日局》饰演小早川秀秋，自此以演员身份出道。
1994年，参演取材于日本侦探小说家江户川乱步的神秘“经历”的侦探片《乱步谜案》。同年，参演由崔洋一执导的动作剧情片《犬奔》。
1998年，与岸部一德合作主演了由中岛哲也执导的《美好的星期天》。
2000年，出演由姜文执导的以抗日战争为背景的战争喜剧片《鬼子来了》，饰演日本兵花屋小三郎。
2002年，在大河剧《利家与松》中饰演丰臣秀吉。
2004年，香川照之与郭晓冬合作主演爱情片《暖》，饰演放鸭子的哑巴，获得第16届东京国际电影节最佳男主角奖。同年，出演了晨间小说连续剧《天花》。
2006年，在吉卜力工作室的动画电影《地海战记》中，香川照之首次挑战了配音演员的工作。
2008年，香川照之与小泉今日子、井之肋海、小柳友领衔主演家庭片《东京奏鸣曲》，饰演46岁的佐佐木龙平。同年，参演由堤幸彦执导的剧情片《20世纪少年》，该片改编自浦泽直树的同名漫画。
2009年，参演由中德合作的以南京大屠杀为题材的历史战争片《拉贝日记》，饰演昭和天皇的叔父朝香宫鸠彦亲王。同年，约翰·拉贝的孙子汤玛斯·拉贝在电影制作纪念设立的“拉贝和平奖”中，将香川照之纳入获奖者名单。11月，在历史剧《坂上之云》中，为了饰演正冈子规，香川通过限制食量和跑步在5个月内减轻了15公斤的体重。
2010年3月，与浅野忠信出演改编自新田次郎所著的小说的动作片《剑岳：点之记》，获得了第33届日本电影学院奖最佳男配角奖。
2011年9月27日，香川照之继承了九代目市川中车的名号，进入了歌舞伎界。作为特例，香川照之被允许继续使用“香川照之”之名，分别在影视界以“香川照之”，歌舞伎界以“市川中车”等两个名号从事演艺活动。同年，与山下智久合作主演根据梶原一骑所著同名漫画作品改编的体育励志片《明日之丈》，饰演丹下段平，该片讲述了一个少年依靠自己的努力成长的故事，公映之后，香川照之将他对拳击的感情写在了《慢性拳斗症》一书中。
2012年，与佐藤健、苍井优联袂出演以明治维新初期为背景的动作片《浪客剑心》，饰演恶商武田观柳，香川照之在片中留着三七分头，装上假牙，穿了15cm的增高鞋。同年，与堺雅人、广末凉子联袂主演由内田贤治执导的剧情片《盗钥匙的方法》，该片讲述了一个失败的演员与一名杀手之间的人生纠结。
2013年，出演由福泽克雄执导的日剧《半泽直树》，饰演东京总行常务董事大和田常务。
2014年，与木村拓哉首度合作时代剧《宫本武藏》，扮演武藏的恩师僧侣泽庵和尚。
2015年，香川照之与西岛俊秀五度合作出演由黑泽清执导的犯罪心理片《Creepy》。同年，与西岛秀俊、真木阳子联袂主演改编自逢坂刚所著同名小说的犯罪剧《MOZU～百舌呐喊的夜晚～》，饰演警视厅搜查一课警部补；11月与伊藤淳史主演的电视剧《MOZU外传：大杉侦探事务所》播出。
2016年4月17日，与松本润共同主演的电视剧《99.9刑事专门律师》播出；6月18日，出演由西岛秀俊主演的电影《毛骨悚然》在日本上映；10月22日，与阿部宽共同出演的电视剧《Sniffer嗅觉搜查官》播出。
2017年4月16日，出演由长谷川博己主演的电视剧《小巨人》播出。
2018年1月4日，与松本润共同主演电视剧《99.9-刑事专业律师-第二季》。
2019年，1月8日其主演的TBS特别剧《新王》播出。出演4月首播的TBS电视新剧《集团左迁！！》。
