C'est adolescent que Richard Dreyfuss monte pour la première fois sur les planches du West Side Jewish Centre Theatre de Los Angeles. Il se passionne alors pour le métier d'acteur et décide de faire carrière. A 15 ans, il débute dans une production télévisée, In Mama's House. Il poursuit ses études durant un an au San Fernando Valley State College, mais avec l'éclatement de la guerre au Vietnam, il décide de devenir objecteur de conscience et travaille durant deux ans à l'hôpital de Los Angeles. Il en profite pour décrocher des petits rôles dans de multiples téléfilms et continue sa carrière théâtrale entre Broadway et les spectacles d'improvisation. En 1968, il fait une apparition non-créditée dans Le Laureat aux côtés de Dustin Hoffman et Anne Bancroft, mais ce n'est que 5 ans plus tard que sa prestation dans Dillinger fait forte impression.

L'année 1973 marque ainsi le lancement de sa carrière sur grand écran. Il obtient le rôle de Curt Henderson dans le cultissime American graffiti de George Lucas et partage l'affiche avec d'autres stars en devenir telles que Ron Howard ou Harrison Ford. C'est une production canadienne, The Apprenticeship of Duddy Kravitz qui lui offre son premier rôle principal en 1974. Sa rencontre avec Steven Spielberg lui permet d'obtenir la reconnaissance du public avec les rôles de Matt Hooper dans le thriller aquatique Les Dents de la mer (1975), et celui de Roy Neary dans le classique de science-fiction Rencontres du 3ème type (1978). Entre temps, il devient l'un des plus jeunes acteurs oscarisés en recevant la célèbre statuette pour sa prestation dans The Goodbye girl et reçoit ainsi la reconnaissance de ses pairs. Cependant, sa présence au casting de 5 films entre 1978 et 1982 ne suffit pas à obtenir des résultats satisfaisants au box-office. Dépressif, l'acteur sombre dans la drogue. Un accident de voitures durant l'année 1982 et son arrestation pour détention de cocaïne mettent fin à sa descente aux enfers. Après une cure de désintoxication, il fait son retour à Hollywood avec Le Clochard de Beverly Hills en 1986, prouvant ainsi qu'il est toujours l'un des acteurs les plus accomplis de sa génération.

Il faudra cependant attendre l'année 1995 et le Professeur Holland pour que Richard Dreyfuss cumule nomination aux Golden Globes et à l'Oscar du meilleur acteur en incarnant ce professeur de musique aux méthodes novatrices. Entre temps, il incarne des rôles variés qui lui permettent de montrer sa capacité d'adaptation et d'interprétation dans les divers genres cinématographiques : comédie dramatique avec Stand by me, fantastique avec Pour toujours où il retrouve Steven Spielberg, ou encore comédie romantique avec Le Président et Miss Wade. Parallèlement, il poursuit une carrière sur le petit écran (Point limite (TV) de Stephen Frears), ainsi que dans le milieu théâtral. Il fait aussi une incursion dans le monde de l'animation en prêtant sa voix au mille-pattes de James et la pêche géante (1996).

En 1997, Sidney Lumet fait appel à lui pour Dans l'ombre de Manhattan, où il compose un avocat hésitant entre cynisme et idéalisme. Quatre ans plus tard, il est la tête d'affiche de l'adaptation du roman de Luis Sepulveda, Le Vieux qui lisait des romans d'amour. Se faisant de plus en plus rare au cinéma, Richard Dreyfuss compte tout de même, en 2006, au casting du film catastrophe de Wolfgang Petersen, Poséidon. S'en suivent deux seconds rôles dans deux films traitant de politique : W. - L'improbable Président d'Oliver Stone, et Silver City de John Sayles. Après avoir joué dans les comédies Vacances à la Grecque et Leaves of Grass, l'acteur rejoint le casting de Piranha 3D réalisé par le français Alexandre Aja, un autre film où il est question de créatures monstrueuses venues des profondeurs...