Jest amerykańskim aktorem. Jest laureatem wielu nagród, w tym Primetime Emmy Award, a także nominacji do trzech Oscarów i czterech Złotych Globów. Harrelson po raz pierwszy stał się znany z roli barmana Woody'ego Boyda w sitcomie NBC Cheers (1985-1993), za którą zdobył nagrodę Primetime Emmy dla najlepszego aktora drugoplanowego w serialu komediowym z pięciu nominacji. Powtórzył swoją rolę w uznanym serialu spinoff Frasier w 1999 roku, za którą otrzymał nominację do nagrody Primetime Emmy dla najlepszego aktora gościnnego w serialu komediowym.
Harrelson otrzymał trzy nominacje do Oscara: Najlepszy Aktor za The People vs. Larry Flynt (1996) oraz Najlepszy Aktor Drugoplanowy za The Messenger (2009) i Three Billboards Outside Ebbing, Missouri (2017). Inne godne uwagi filmy to White Men Can't Jump (1992), Natural Born Killers (1994), The Thin Red Line (1998), Play It to the Bone (1999), No Country for Old Men (2007), Seven Pounds (2008), Zombieland (2009), Rampart (2011), Seven Psychopaths (2012), Now You See Me (2013), The Edge of Seventeen (2016), LBJ (2016), War for the Planet of the Apes (2017), Solo: Gwiezdne wojny - historie (2018), The Highwaymen (2019), Venom: Let There Be Carnage (2021) i Triangle of Sadness (2022). Zagrał również Haymitcha Abernathy'ego w serii filmów Igrzyska śmierci (2012-2015).
Harrelson otrzymał kolejne nominacje do nagrody Primetime Emmy dla najlepszego aktora pierwszoplanowego w serialu limitowanym lub filmie za rolę Steve'a Schmidta w filmie HBO Game Change (2012) oraz dla najlepszego aktora pierwszoplanowego w serialu dramatycznym za rolę Marty'ego Harta w serialu kryminalnym HBO True Detective (2014). Wcielił się w postać E. Howarda Hunta w serialu politycznym HBO White House Plumbers (2023) i otrzymał nominację do Złotego Globu dla najlepszego aktora w miniserialu lub filmie telewizyjnym.