En 1985, alors qu'il assiste à une réunion de cocaïnomanes anonymes, il fait la connaissance d'un jeune homme travaillant dans l'industrie du cinéma. Son nouvel ami le fait engager comme figurant sur le tournage de Runaway Train. Le scénariste Edward Bunker, lui-même ancien prisonnier et auteur policier respecté, reconnaît Trejo qu'il avait connu à San Quentin. N'ayant pas oublié ses talents de boxeur, il le paye 350$ par jour pour entraîner Eric Roberts, l'un des acteurs vedettes. Le réalisateur Andrei Konchalovsky apprécie le travail de Trejo et lui offre finalement un rôle important dans le film.
Depuis lors, il a partagé l'écran avec de nombreuses vedettes d'Hollywood, parmi lesquelles Johnny Depp, Nicolas Cage, Charles Bronson, Jennifer Lopez, Edward Furlong, Tyra Banks, Sylvester Stallone, Robert De Niro et Antonio Banderas. Acteur très prolifique, il apparaît souvent dans plus de 5 films chaque année, dans des genres très variés. Parmi ses plus grands succès, on peut noter Anaconda, le prédateur, xXx, Desperado, Il était une fois au Mexique, Heat, Une nuit en enfer, Les Ailes de l'enfer, 6 jours, 7 nuits, Spy Kids, présentateur vedette: la légende de Ron Burgundy et The Devil's Rejects. Bien que connu comme second rôle, ce n'est qu'avec Machete, réalisé par Robert Rodriguez, qu'il obtient pour la première fois le rôle principal d'un film.
Danny Trejo est célèbre pour son visage aux traits marqués, souvent affublé d'une longue moustache, et ses tatouages (son torse est recouvert par le tatouage d'une femme portant un sombrero). Il joue souvent des rôles de méchants, bien qu'on puisse également le voir en "gentil" dans la trilogie Spy Kids de Robert Rodriguez ou dans le film Heat de Michael Mann.
Acteur fétiche de Robert Rodriguez, il incarne souvent dans ses films des personnages portant des noms de couteaux: Machete dans Spy Kids et le film éponyme, Razor Charlie dans la série des Une nuit en enfer, Navajas (lames en espagnol) dans Desperado, et Cuchillo (couteau en espagnol) dans Predators.
Il est apparu dans la saison 2 des séries Desperate Housewives, Alias, Breaking Bad et Monk. Il est également apparu dans les années 1990 dans un épisode de Walker Texas Ranger, avec Chuck Norris.
Il est aussi apparu dans la saison 6 de Bones, l'épisode "Le troisième œil", le 19éme.
Le groupe de rock alternatif mexicain Plastilina Mosh lui a consacré une chanson, logiquement intitulée Danny Trejo.