Justin si spolu s Naomi Watts a Laurou Elenou Harring zahrál v dramatu Davida Lynche Mulholland Drive. Dalšími filmy, ve kterých jej budeme moci vidět, je kriminální komedie Duplex a romantické komediální drama Nowhere to Go but Up. Do jeho filmografie patří dramata Americké psycho a I Shot Andy Warhol a dále snímky Zoolander, The Broken Hearts Club a Romy a Michele. Theroux je také úspěšným divadelním hercem. V televizi si zahrál epizodní role v seriálech Odpočívej v pokoji, Sex ve městě a Všichni starostovi muži. Kromě nich hrál také ve filmu The District.