Es conocido por su actuación en películas como The Usual Suspects, A Bronx Tale y Mulholland Falls.

[2]​ Durante su camino hacia la actuación, dividía su tiempo trabajando como guardia de seguridad (junto a Dolph Lundgren) y actuando en obras off-Broadway.

Su gran éxito llegó en 1988 con su obra A Bronx Tale, la cual sería llevada al cine en 1993.

El Bronx tiene una considerable influencia en su trabajo, particularmente en A Bronx Tale, una obra de 1989 que escribió y luego adaptó al cine en 1993, dirigida y protagonizada por Robert De Niro.

Palminteri ha sido elogiado por papeles dramáticos en películas como The Perez Family, Jade de William Friedkin y Diabolique, como también por papeles cómicos por películas como Analyze This y Down to Earth.