Alfred Molina é um ator consagrado e versátil, que participou de mais de 70 produções para o cinema, televisão e teatro.

Após sua estreia no cinema em Caçadores da Arca Perdida (Raiders of the Lost Ark) e uma notável atuação como o marinheiro soviético em Carta para Brezhnev (Letter to Brezhnev), Molina obteve o seu primeiro sucesso internacional como Kenneth Halliwell, o trágico amante de Joe Orton, em O Amor não tem Sexo (Prick Up Your Ears), de 1987.

Molina estrelou como Doc Ock em O Homem Aranha 2 (Spider-man 2) e também atuou no grande sucesso de público O Código Da Vinci (The Da Vinci Code), em 2006. Ele teve uma atuação excepcional como Diego Rivera no filme vencedor do Oscar Frida e participou do grande sucesso Chocolate (Chocolat) de Lasse Hallström. Em 1998, Molina recebeu muitos elogios por sua atuação em Boogie Nights ¿ Prazer sem Limites (Boogie Nights), de Paul Thomas Anderson, que recebeu o prêmio especial do Screen Actors Guild Awards (SAG) pelo conjunto da obra.

Alfred Molina também participou dos seguintes filmes: O Pequeno Traidor (The Little Traitor), Paixão Proibida (Silk), O Vigarista do Ano (The Hoax), Sobre Café e Cigarros (Coffee and Cigarettes), As You Like It, Os Impostores (The Impostors), Anna Karenina, A Experiência (Species), Tudo por um Sonho (The Perez Family), Maverick, Um Sonho de Primavera (Enchanted April), Pete¿s Meteor, Nunca sem Minha Filha (Not Without My Daughter) e Texas Rangers. Atualmente, Molina está filmando Prince of Persia, do diretor Mike Newell.

Na televisão, Molina foi produtor e ator na sitcom da CBS, "Ladies Man", contracenando com Sharon Lawrence e Betty White. Ele também atuou na minissérie "The Company", produzida por Ridley Scott e John Calley para o canal TNT.

Nos palcos, Molina atuou na peça off-Broadway Howard Katz de Patrick Marber no Roundabout Theatre e em The Cherry Orchard, no Mark Taper Forum, contracenando com Annette Bening. Ele fez sua estreia na Broadway em 1998 na peça ganhadora do Tony Art, com Alan Alda e Victor Garber. Além da indicação ao Tony de Melhor Ator, ele recebeu o Prêmio Drama Desk por sua atuação e a produção foi premiada com o Outer Circle Critics Award pelo Conjunto da Obra. Molina também recebeu outra indicação ao Tony, pela sua atuação em Um Violinista no Telhado (Fiddler on the Roof).
Nos palcos off Broadway, Molina atuou em Molly Sweeney- Um Rastro de Luz (Molly Sweeney) pelo qual recebeu o Prêmio Theatre World e uma indicação ao Prêmio Drama Desk como Melhor Ator Revelação. Molina também participou das produções A Noite do Iguana (Night of the Iguana) e Speed-the-Plow, no Royal National Theatre, pelas quais foi indicado ao Prêmio Olivier de Melhor Ator de Comédia; Oklahoma!, no Palace Theatre, pelo qual recebeu uma indicação ao Olivier e Serious Money, em produções do Royal Court Theatre e West End.