Né au Texas, Bruce McGill étudie la comédie dans la prestigieuse MacArthur High School. Son premier rôle notable est celui du motard Daniel Simpson dans le teen movie décalé American College de John Landis, aux côtés du regretté John Belushi. Il joue par la suite dans le deuxième film d’Oliver Stone, La main du cauchemar, réalisateur qu’il retrouvera dix-sept ans plus tard sur le tournage de W. - L'improbable Président, où il interprète George Tenet, directeur de la CIA. McGill donne la réplique à Meryl Streep, dans Le Mystère Silkwood réalisé par Mike Nichols, avant de connaître la consécration grâce à son rôle dans la série MacGyver, où il campe entre 1985 et 1992 le personnage de Jack Dalton, aviateur et ami du héros incarné par Richard Dean Anderson. L’année suivante, il joue dans le dernier épisode de la série Code Quantum.

L'acteur décide ensuite de revenir au cinéma où il se mesure consécutivement à deux stars du film d’action, Sylvester Stallone (Cliffhanger, 1993) et Jean-Claude Van Damme (Timecop, 1994). Jouant dans de nombreuses séries télévisées, il retrouve le succès sur grand écran en 2000 avec La Légende de Bagger Vance, dans lequel il interprète un champion de golf sous la direction de Robert Redford et en compagnie de Matt Damon et Will Smith. L’année suivante, il retrouve le genre de ses débuts, la comédie, avec L' Amour extra large des frères Farrelly dans lequel il interprète le père méfiant de Gwyneth Paltrow avant de tourner dans des polars, jouant les gangsters (La Somme de toutes les peurs, Collateral de Michael Mann et Les Associés de Ridley Scott) ou les secrétaires d'État véreux (Angles d'attaque en 2008). En 2010, il se glisse dans la peau de Jim Pavitt, directeur adjoint de la CIA, dans Fair Game réalisé par Doug Liman, aux côtés de Naomi Watts et Sean Penn.