1981年，梁家輝考入香港無線電視台第10期藝員訓練班。

1982年，梁家輝相繼擔任了服裝模特兒、雜誌編輯。在這期間，梁家輝被封面女郎李殿朗的爸爸李翰祥看上了，於是梁家輝被帶進了電影圈。

1983年，在李翰祥導演的影片《火燒圓明園》和《垂簾聽政》中扮演鹹豐皇帝，並以《垂簾聽政》榮獲第三屆香港電影金像獎最佳男主角獎。

1986年，在李翰祥執導的《火龍》中飾演末代皇帝溥儀。1987年，參演爾冬陞導演電影《人民英雄》；與周潤發合作電影《監獄風雲》。

1989年，與周潤發、梅艷芳合作主演由徐克執導的電影《英雄本色3：夕陽之歌》。

1990年，與張曼玉主演電影《愛在別鄉的季節》，憑藉該片獲得第27屆台灣金馬獎最佳男主角獎。

1991年，梁家輝與成龍、洪金寶、劉德華合作出演電影《火燒島》；同年參演《豪門夜宴》。

1992年，與張曼玉、林青霞、甄子丹等合作出演根據胡金銓原著《龍門客棧》改編的電影《新龍門客棧》，飾演“周淮安”一角；憑藉電影《92黑玫瑰對黑玫瑰》獲第12屆香港電影金像獎最佳男主角獎；同年梁家輝拍攝了《情人》，獲頒香港藝術家年獎演員獎，並打破法國電影的票房紀錄。

1993年，出演劉鎮偉執導的喜劇片《射鵰英雄傳之東成西就》；同年主演電影《天台的月光》。

1994年，參演王家衛導演的武俠喜劇電影《東邪西毒》；與周潤發合作電影《賭神2》，創下5千2百多萬港元的票房記錄。

1995年出演電影《人約黃昏》，獲第32屆金馬獎最佳男主角提名。1997年，與劉德華合作電影《黑金》。

1999年，梁家輝親自監製及主演的電影《天上人間》，入選法國康城電影節參賽。

2000年，出演林超賢執導電影《江湖告急》，獲第20屆香港電影金像獎最佳男主角提名。2002年，梁家輝與劉若英合作由陳國富執導的驚悚恐怖電影《雙瞳》；同年參演吳君如主演的喜劇電影《金雞》。

2003年，出演電影《金雞2》；同年參演電影《大丈夫》，榮獲第23屆香港電影金像獎最佳男配角獎。

2004年，與楊千嬅合作電影《三更2之餃子》，獲第24屆香港電影金像獎最佳男配角獎提名。

2005年，出演關錦鵬執導電影《長恨歌》，獲第12屆香港電影評論學會獎最佳男演員獎；與古天樂、任達華、張家輝合作電影《黑社會》，憑藉該片榮獲第25屆香港電影金像獎最佳男主角獎；同年參演成龍、金喜善等主演的電影《神話》。12月，梁家輝前往南極考察成功而返，成為亞洲藝人登入南極第一人。

2006年，梁家輝與任達華合作電影《跟蹤》。2007年，主演《戰·鼓》扮演一黑社會老大，獲得第44屆金馬獎最佳男配角獎。

2009年，出演電影《十月圍城》；同年參演《建國大業》。 2010年，參演由徐克執導，劉德華、劉嘉玲、李冰冰等主演電影《狄仁傑之通天帝國》，獲第30屆香港電影金像獎最佳男配角提名獎；同年主演電影《李小龍》，獲第30屆香港電影金像獎最佳男主角提名。

2011年，參演歷史片《建黨偉業》飾“范源濂”，該片於2011年6月15日全國正式公映。

2012年，主演《寒戰》飾演“李文彬”，憑藉該片榮獲第32屆香港電影金像獎最佳男主角獎及第50屆金馬獎最佳男主角提名；同年出演馮德倫執導的《太極1從零開始》和《太極2：英雄崛起》。

2013年，出演喜劇愛情電影《越來越好之村晚》，該片於2013年正月初一全國上映。

2014年，參演了賀歲片《金雞sss》
2014年，梁家輝參演電影《黃飛鴻之英雄有夢》飾演黃麒英。