Billy Zane débute sa carrière sur le grand écran en 1985 dans Retour vers le futur, dans lequel il fait partie de la bande du méchant, Biff Tannen. Un rôle qu'il reprendra quatre ans plus tard dans Retour vers le futur II, non sans être préalablement passé par la case angoisse avec Critters en 1986 et surtout Calme Blanc de Phillip Noyce en 1989, dans lequel il incarne l'inquiétant passager recueilli par le couple Nicole Kidman - Sam Neill. Son physique imposant porte le comédien vers des rôles plutôt musclés. Militaire dans Memphis Belle de Michael Caton-Jones en 1990 et dans Sniper de Luis Llosa en 1993, Billy Zane participe au western Tombstone aux côtés de Kurt Russell et Val Kilmer la même année, puis passe à la comédie romantique en 1994 avec Only you de Norman Jewison. Fantome du Bengale pour Simon Wincer en 1996, Billy Zane participe quelques mois plus tard à l'aventure de Titanic, dans lequel il interprète Cal Hockley, le fiancé de Kate Winslet. Plus discret les années suivantes, l'acteur revient sur le scène indépendante en 2001, avec des participations à Danny Balint de Henry Bean et CQ de Roman Coppola, entrecoupées par un petit rôle non-crédité dans Zoolander.
