Dès l'âge de huit ans, Guy Pearce se produit dans des spectacles amateurs, comme Alice au pays des merveilles et Le Magicien d'Oz. En 1986, il apparaît dans la série télévisée australienne Neighbours, et quatre ans plus tard fait ses débuts au grand écran avec Heaven tonight, un drame familial de Pino Amenta. Promis à un bel avenir, Guy Pearce enchaîne deux autres séries à forte audience : Home and away (1991) et Snowy river : The McGregor saga (1993), puis tourne sous la direction de Frank Howson dans trois longs métrages : Friday on my mind (1990), Hunting (1991) et Flynn (1996) dont il tient la vedette.Le rôle d'Adam / Felicia, une drag queen dans Priscilla, folle du désert (1994) de Stephan Elliott, le fait connaître dans le monde entier. Dès lors, cet acteur au visage émacié alterne les tournages en Australie et en Grande-Bretagne. La consécration vient enfin en 1997 avec L.A. Confidential de Curtis Hanson : son interprétation d'Edmund J. Exley, policier de Los Angeles et antagoniste de Russell Crowe, lui vaut une citation au Screen Actors Guild Award. Fort de ce triomphe critique, il incarne le capitaine John Boyd dans l'horrifique Vorace (1999) d'Antonia Bird, interprète un homme traquant l'assassin de sa femme et souffrant d'une forme rare et incurable d'amnésie dans Memento (2000), un thriller de Christopher Nolan, et affronte Samuel L. Jackson lors d'un procès militaire dans le très controversé L' Enfer du devoir (id.) de William Friedkin.En 2001, Guy Pearce joue dans les adaptations cinématographiques de deux classiques de la littérature : La Machine à explorer le temps - Time machine de Simon Wells et Gore Verbinski, et La Vengeance de Monte Cristo de Kevin Reynolds, où il prend respectivement les traits du scientifique Alexander Hartdegen et ceux du comte Fernand Mondego. Deux ans plus tard, il se retrouve à donner la réplique à deux tigres, sous la direction de Jean-Jacques Annaud, dans le film d'aventure Deux frères (2004).