Es mundialmente conocido por su papel de Aragorn en la triología de El Señor de los Anillos, de Peter Jackson. The Passion of Darkly Noon ha significó su segunda colaboración con Philip Ridley tras La Piel que Brilla. También protagonizó G.I. Jane, secundado por Demi Moore, así como La Pistola de Mi Amigo, el debut cinematográfico de Ray Loriga.

En los últimos años ha aparecido en películas del calibre de Albino Alligator o Retrato de una Dama. La ascendente carrera cinematográfica de Viggo Mortense ha ligado también su nombre al de estrellas como Harrison Ford en Único Testigo, Sylvester Stallone en Pánico en el Túnel, Denzel Washington en Marea Roja, y Al Pacino en Atrapado por su Pasado. En 1995 debutó en el cine español con Gimlet, compartiendo los títulos de crédito con Ángela Molina.