Christopher Walken tinédzserként csöppent a színészet világába, és tizenhat évesen már a Broardwayen játszott. Walken ugyan szép sikereket ért el a különböző színdarabokban, az első komolyabb filmes szerepéig azonban egészen 1977-ig várnia kellett. Ebben az évben Woody Allen nagysikerű filmjében, az Annie Hallban ( 1977) kapott szerepet, melyben Diane Keaton szellemi fogyatékos testvérét alakította. Nagyszerű alakításának köszönhetően figyelt fel rá a rendező Michael Cimino, aki szerepet ajánlott neki az 1978-as A szarvasvadászban. A filmben nyújtott kiemelkedő alakításáért még 1979-ben elnyerte a legjobb férfi mellékszereplő Oscar-díját.
1980-évek elején komolyan megtépázta az akkora már befutott színész népszerűségét, amikor kollégája, Natalie Wood meggyilkolásával gyanúsították meg. A színésznő férjével, Robert Wagnerrel és barátjával, Christopher Walkennel a Catalina-szigetekre utazott hálaadás után. Az utazás közben Wodd rejtélyes körülmények között tengerbe fulladt, és bár a sajtó akkoriban szerelmi háromszögről, és féltékenységből elkövetett gyilkosságról írt, végül balesetnek minősítették az esetet. 2011-ben indult újra a nyomozás, mely kiderítette, hogy Natalie Wood nem balesetben hunyt el, ezzel azonban véglegesen lezárult az ügy.
A színész népszerűsége csak az 1983-as nagysikerű Stephen King adaptáció, A holtsáv után tért vissza. A 80-as években több kisebb szerepben tűnt fel, legjelentősebb alakítása a Halálvágta (James Bond: Halálvágta) (1985) című James Bond filmhez köthető, melyben a fő gonoszt formálta meg. A színész a 90-es években Abel Ferrara független filmes rendező több filmjében is szerepet, de feltűnt Quentin Tarantino kultikus Ponyvaregényében (1994) is. Emlékezetes alakítást nyújtott továbbá az 1993-as Tiszta románcban is, az ezredfordulót melegező években pedig olyan filmekben is láthatta őt a közönség, mint a Csapás a múltból (1999) és Az Álmosvölgy legendája (1999).
Az 2000-es években is töretlen népszerűségnek örvendő színész 2002-ben a Kapj el, ha tudsz című filmben nyújtott alakításáért BAFTA-díjat kapott, de napjainkig számos sikerfilm köthető a nevéhez (Hajlakk – 2007, Született gengszterek – 2012, A hét pszichopata és a si-cu – 2012, Eddie, a sas – 2016, Nagypapa hadművelet – 2020).