Kaliforniába költözvén úgy érezte, hogy a színészet való neki. Órákat vett, és nemsokára már színházban dolgozott. 14 évet járta az országot, és dolgozott helyi színházakban, mielőtt eljöhetett az áttörés. Nolte 1976-ban szerepet kapott a Rich man, poor man című televíziós minisorozatban. Alakításáért Emmyre is jelölték. Ez egyenesen vezetett a The Deep főszerepéhez, Jacqueline Bisset oldalán. A focis témájú North Dallas Forty forgatókönyvébe is besegített, a film pedig tovább növelte Nolte ázsióját.
A 80-as évek vége felé Nolte karrierjét veszélyeztette a drog és az alkohol, de egy elvonókúra segített rajta, és utána újult erővel vett részt olyan filmek elkészítésében, mint a Hullámok hercege 1991-ben, vagy a Mulholland – Gyilkos negyed 1996-ból. 1997-ben még Oscarra is jelölték a Kisvárosi Gyilkosságban nyújtott alakításáért. Egy évre rá olyan sztárok oldalán szerepelt Az őrület határán című filmben, mint George Clooney, Sean Penn és John Travolta.
