Debutó en The Happy Years (1950); posteriormente desempeñaría varios personajes secundarios en películas de temas militares hasta Con una canción en mi corazón (1952; de Charles Walters) protagonizada por Susan Hayward, que daría lugar a un contrato con el famoso sello 20th Century Fox.
Comienza su lanzamiento como estrella: tras trabajar en alguna película como Titanic (la versión de 1953) protagoniza Beneath the 12-mile reef de Robert D. Webb, junto a Gilbert Roland y Terry Moore.
Su compañía, la Fox, le daría una serie de papeles como protagonista en películas incluyendo Beneath the 12-mile reef (1953) y El príncipe valiente de Henry Hathaway, adaptación cinematográfica del cómic de Harold Foster, que compartía protagonismo con importantes intérpretes como James Mason, Sterling Hayden, Janet Leigh, Debra Paget y Victor McLaglen.
Según Robert Hofler en El hombre que inventó a Rock Hudson, biografía sobre el agente de talentos de Hollywood Henry Willson, Wagner fue el cliente más destacado que rompió con Willson tras los chismorreos en Hollywood sobre la homosexualidad de Willson y su mejor cliente, Rock Hudson.
Durante los años ochenta continúa trabajando en telefilmes e incluso en los noventa vuelve a retomar el papel de Jonathan Hart en telefilmes basados en nuevas aventuras del matrimonio detectivesco.
[1] Vuelve a casarse en 1972 con Natalie Wood, matrimonio que duraría hasta la muerte de ella, ocurrida en 1981.