Su fama se vuelve internacional gracias a su actuación en: “Y Tu Mamá También”, recompensada por el premio Marcelo Mastroianni en el Festival de Venecia. A la fecha ha actuado en más de 30 películas.
Dio comienzo a su carrera en el cine a los 11 años con el cortometraje «El último fin de año». Después participó en la telenovela «El abuelo y yo» junto a Gael García Bernal. En 1995 apareció en su primer largometraje «Un Hilito de Sangre». Hizo su debut en el cine estadounidense en el 2000 con la película «Antes Que Anochezca», en la que trabajó junto al actor español Javier Bardem. En el año 2001 protagonizó junto a Gael la película «Y tu mamá también», que se convirtió en un éxito internacional lanzándolo a la fama.
En el 2010 dirige su primer largometraje, Abel, premiado en el 63º Festival de Cine de Cannes. En el 2005 crea la productora CANANA con Gael García Bernal y Pablo Cruz. En colaboración con Elena Fortes crean Ambulante, un festival itinerante que promueve los intercambios culturales gracias al cine documental.
Formó parte del elenco principal en la película “Star Wars: Rogue One” que ha tenido gran éxito a nivel mundial.
Trabaja en México, Estados Unidos y España, alternando con actores como Salma Hayek, Kevin Costner, Tom Hanks y Penélope Cruz.