Zamachowski jest absolwentem Wydziału Aktorskiego PWSFTviT w Łodzi. Karierę aktorską rozpoczął w 1981 roku, a w 1989 roku zagrał jedną z głównych ról w dziesiątej części Dekalogu (Nie pożądaj cudzych dóbr) reżysera Krzysztofa Kieślowskiego. Cztery lata później Kieślowski obsadził go w głównej roli "Karola Karola" w Trzech kolorach: Biały, drugim z jego uznanej trylogii Trzy kolory. Jest dwukrotnym laureatem Polskich Nagród Filmowych za role w filmie Roberta Glińskiego Cześć, Tereska (2001) i dramacie Andrzeja Jakimowskiego Zmróż oczy (2004). Inne znaczące role zagrał w filmie Kazimierza Kutza Pułkownik Kwiatkowski (1996), filmie historycznym Jerzego Hoffmana Ogniem i mieczem (1999) oraz filmie biograficznym Andrzeja Wajdy Wałęsa: Człowiek z nadziei (2013).
W latach 1985-1997 występował w Teatrze Studio, a od 1997 roku jest aktorem Teatru Narodowego w Warszawie.
