Wczesne role i przełomEdit
W wieku osiemnastu lat Ventimiglia kontynuował karierę aktorską, po raz pierwszy występując jako gejowski nastolatek w Must Be the Music, filmie krótkometrażowym wydanym jako część Strand Releasing’s Boys Life 2. Zapisał się na UCLA, zanim dostał rolę w serialu The Fresh Prince of Bel Air, a następnie wystąpił gościnnie w serialach telewizyjnych, takich jak CSI: Crime Scene Investigation, Sabrina, the Teenage Witch, Law and Order: Special Victims Unit oraz Boston Public. Grał Jed Perry, w krótkim serialu Fox, Opposite Sex, który pierwotnie został wyemitowany w 2000 roku.
Od 2001 do 2006 roku, Ventimiglia grał brooding teen Jess Mariano na Gilmore Girls; został wprowadzony w drugim sezonie jako główny członek obsady. On podpisał się na spin-off Gilmore Girls nazwie Windward Circle, który miał być skoncentrowany na relacji między Jess i jego zrażony ojciec (grany przez Rob Estes), ale proponowana seria nigdy nie dokonał go do powietrza. Po tym, spadł w dół do gwiazdy gościnnej / powracającego członka obsady, a on wrócił na cztery odcinki w sezonie czwartym i dwa odcinki w sezonie szóstym. W trzecim i ostatnim sezonie American Dreams, Ventimiglia zagrał Chrisa Pierce’a, zbuntowanego chłopaka Meg Pryor (Brittany Snow); Pierce i jego samotna matka, Shelly (Daphne Zuniga), króliczek Playboya, wprowadzają się do domu obok Pryorów. W 2005 roku wystąpił w połowie sezonu w serialu zastępczym The Bedford Diaries. Producenci mieli tylko Ventimiglia w umyśle, ale pokaz trwał tylko osiem odcinków i był jednym z kilku pokazów nie odebranych przez nowo utworzoną sieć The CW.
Bohaterowie; film i praca produkcyjnaEdit
W między pracą telewizyjną, Ventimiglia miał role drugoplanowe w horrorach Przeklęty (2005), w reżyserii Wesa Cravena, i Stay Alive (2006), a także role główne w filmie krótkometrażowym Intelligence i pełnometrażowym Dirty Deeds (2005). W tym samym roku został obsadzony w roli Roberta „Rocky’ego Jr.” Balboa, syn Rocky’ego Balboa, w szóstym Rocky’ego raty Rocky Balboa, który został wydany w grudniu 2006.
Gwiazdorzył jako Peter Petrelli w serialu NBC Heroes, show o „zwykłych” ludzi odkrywających, że mają supermoce, i portretował postać aż do zakończenia serii w 2010 roku. Ventimiglia wyprodukował również i opracował mini-serial internetowy It’s a Mall World jako część kampanii marketingowej dla American Eagle Outfitters w 2007 roku. W połowie 2007 roku wystąpił w roli miłosnego zainteresowania piosenkarki pop/R&B Fergie w teledysku do utworu „Big Girls Don’t Cry”. W 2008 roku zagrał rolę studenta medycyny w horrorze „Pathology”. W filmie wystąpiła aktorka Charmed, Alyssa Milano, a wyreżyserował go Marc Schölermann dla MGM.
W 2005 roku Divide Pictures stworzyło DSC, czyli Divide Social Club, internetową i globalną sieć społecznościową dla podobnie myślących ludzi, której współzałożycielem jest Ventimiglia wraz ze swoimi najlepszymi przyjaciółmi, Russem Cundiffem i Dino DeMilio, producentem radiowym The Tom Leykis Show. Ventimiglia, Cundiff i Divide Pictures nawiązali współpracę z Top Cow, aby wyprodukować serię komiksową REST, która będzie comiesięczną limitowaną serią. Komiks opowiada o Johnie Barretcie, nowojorskim pracowniku umysłowym, którego życie zmienia się, gdy uzależnia się od narkotyku, który nie pozwala mu zasnąć. Divide ma również komiks o nazwie Berserker napisany przez Ricka Loverda.
Film i telewizja; This Is UsEdit
Po pracy ze scenarzystami Markiem Neveldine’em i Brianem Taylorem nad Pathology, Ventimiglia pojawił się w kolejnym filmie tej pary, Gamer. Ventimiglia wystąpił również w filmie Xavier Gens apokalipsa thriller, The Divide.
Ventimiglia był głos Wolverine w angielskim dubie Marvel Anime: Wolverine serii anime i powtórzył swoją rolę w odcinku Marvel Anime: Iron Man i odcinku Marvel Anime: Blade. Nie powrócił do roli Wolverine’a w Marvel Anime: X-Men, z powodu tej serii portretując starszego Wolverine, zamiast tego Wolverine został voiced przez Steven Blum. Zagrał Neda Staxa, byłego żołnierza piechoty morskiej, w krótkotrwałym neo-noirowym dramacie kryminalnym Mob City Franka Darabonta dla TNT. Powtórzył również swoją rolę jako Jess Mariano w Gilmore Girls: A Year in the Life w listopadzie 2016 roku. Po tym, podobno powiedział USA Today, że „Słyszałem plotki, że przywracają wszystko, w czym kiedykolwiek byłem częścią … Myślę, że to ekscytujące. Czasami jednak myślę, że to zbyt wiele. Jest więcej historii do opowiedzenia z wieloma z tych postaci, ale jednocześnie niektóre z tych postaci dla niektórych z nas aktorów są ponad dekadę w przeszłości. To było ekscytujące wrócić do Gilmore Girls na potrzeby czterech filmów Netflixa, ale jestem z tego zadowolony. Myślę, że te historie zostały opowiedziane. Myślę, że to było wspaniałe dla widzów i fanów, aby dostać tylko jeden mały smak tego świata ponownie. Ale jednocześnie myślę, że ludzie nie powinni być tak zachłanni.”
Począwszy od jesieni 2016 roku, Ventimiglia wystąpił naprzeciwko Mandy Moore w uznanym przez krytyków serialu okresowym NBC This Is Us, grając Jacka Pearsona, patriarchę rodziny z klasy średniej w późnych latach 80. na początku lat 90. w Ameryce. Ventimiglia występuje w nadchodzącym thrillerze Devil’s Gate, u boku Amandy Schull. Za rolę Jacka Pearsona Ventimiglia otrzymał swoją pierwszą nominację do nagrody Emmy w kategorii Outstanding Lead Actor in a Drama Series.
W 2019 roku Ventimiglia wystąpił naprzeciwko Amandy Seyfried w filmowej adaptacji The Art of Racing in the Rain, opartej na powieści Gartha Steina.
.