

Rockwell memulai sekolah menengahnya di San Francisco School of the Arts bersama Margaret Cho dan Aisha Tyler, namun ia mendapatkan ijazah sekolah menengahnya dari Urban Pioneers, sebuah sekolah alternatif yang mirip dengan Outward Bound. Rockwell menjelaskan, "Aku hanya ingin menghabiskan waktu dengan teman, menggoda gadis-gadis, pergi ke pesta." Sekolah tersebut memiliki reputasi sebagai tempat yang sering dikunjungi oleh para pecandu narkoba karena mudah lulus. Namun, sekolah tersebut membantu Rockwell untuk kembali tertarik pada dunia seni pertunjukan. Setelah tampil dalam sebuah film independen pada tahun terakhir sekolah menengahnya, ia pindah ke New York untuk mengejar karir akting. Ia kemudian mendaftar di Program Pelatihan Aktor Profesional di William Esper Studio di New York.
Karir Rockwell mulai menanjak pada awal tahun 1990-an. Setelah debutnya dalam film horor kontroversial Clownhouse pada tahun 1989, ia pindah ke New York dan berlatih di William Esper Studios dengan guru William Esper. Ia kemudian muncul dalam beberapa peran kecil di film dan serial TV seperti Last Exit to Brooklyn, Teenage Mutant Ninja Turtles, The Equalizer, NYPD Blue, dan Law & Order. Pada saat itu, Rockwell juga bekerja sebagai pelayan di restoran dan mengantar burrito dengan sepeda. Bahkan, ia pernah bekerja sebagai asisten detektif pribadi. Pada tahun 1994, ia mendapatkan pekerjaan yang menguntungkan dalam iklan Miller yang akhirnya memungkinkannya untuk fokus sepenuhnya pada karir akting.
Titik balik dalam karir Rockwell adalah film Box of Moonlight (1996) karya Tom DiCillo, di mana ia memerankan seorang pria eksentrik yang berpakaian seperti Davy Crockett dan tinggal di sebuah rumah mobil terpencil. Pujian yang diterimanya dalam film ini membuatnya dikenal oleh para agen casting dan penggemar baru, dan Rockwell sendiri mengakui bahwa "Film itu benar-benar menjadi titik balik... Aku seperti masuk ke peta film independen setelah 10 tahun di New York." Ia juga mendapatkan ulasan positif dalam film Lawn Dogs (1997), di mana ia memerankan seorang tukang kebun kelas pekerja yang berteman dengan seorang gadis kaya berusia 10 tahun.
Rockwell dikenal karena kemampuannya dalam memerankan berbagai peran, baik komedi maupun drama. Ia telah tampil dalam berbagai film seperti The Green Mile (1999), Galaxy Quest (1999), Charlie's Angels (2000), Confessions of a Dangerous Mind (2002), Matchstick Men (2003), The Hitchhiker's Guide to the Galaxy (2005), Moon (2009), Frost/Nixon (2008), Iron Man 2 (2010), Conviction (2010), Cowboys & Aliens (2011), Seven Psychopaths (2012), The Way, Way Back (2013), Three Billboards Outside Ebbing, Missouri (2017), Vice (2018), Jojo Rabbit (2019), Richard Jewell (2019), dan The Best of Enemies (2019).
Prestasi terbesar Rockwell adalah memenangkan Academy Award untuk Aktor Pendukung Terbaik dalam film Three Billboards Outside Ebbing, Missouri (2017) karya Martin McDonagh. Pada tahun berikutnya, ia dinominasikan untuk perannya sebagai George W. Bush dalam film Vice (2018) karya Adam McKay. Pada tahun 2019, ia memerankan Bob Fosse dalam miniseri biografi Fosse/Verdon di FX, yang membuatnya mendapatkan nominasi Primetime Emmy Award untuk Aktor Utama Terbaik dalam Seri Terbatas atau Film Televisi. Pada tahun 2022, ia menerima nominasi Tony Award pertamanya untuk Aktor Terbaik dalam Drama dalam pertunjukan Broadway American Buffalo karya David Mamet. Selain itu, Rockwell juga telah tampil di panggung dalam beberapa pertunjukan seperti Zoo Story (2001), A Behanding in Spokane (2010), dan Fool for Love (2015).