Nella sua carriera, Liev Schreiber ha interpretato una varietà di ruoli che lo hanno reso popolare e fatto apprezzare per la sua straordinaria versatilità.
Nel 2005 ha vinto un Tony Award per la sua interpretazione di Ricky Roma nella pièce di David Mamet Americani (Glengarry Glen Ross), diretta da Joe Mantello e messa in scena a Broadway. È stato candidato al Tony anche nel 2007, per il ruolo di Barry Champlain nella commedia di Eric Bogosian Talk Radio, diretta da Robert Falls.

Tra i suoi altri titoli per il teatro ricordiamo Macbeth, nell'allestimento del Public Theater per la stagione estiva "Shakespeare in the Park", dove ha interpretato il ruolo del protagonista accanto a Jennifer Ehle, per la regia di Moisés Kaufman.
Tra i suoi molti film ricordiamo X-Men le origini: Wolverine di Gavin Hood, accanto a Hugh Jackman; Defiance – I giorni del coraggio di Edward Zwick, con Daniel Craig e Jamie Bell; Il velo dipinto di John Curran, con Edward Norton e Naomi Watts; The Manchurian Candidate di Jonathan Demme, accanto a Meryl Streep e Denzel Washington; Al vertice della tensione di Phil Alden Robinson, con Ben Affleck; Kate & Leopold di James Mangold, con Hugh Jackman; Hurricane -Il grido dell’innocenza di Norman Jewison, sempre con Denzel Washington; Hamlet 2000 di Michael Almereydea, nel ruolo di Laerte, accanto a Ethan Hawke nel ruolo di Amleto; Spring Forward di Tom Gilroy, accanto a Ned Beatty; A Walk on the Moon
– Complice la luna di Tony Goldwyn, con Diane Lane; L’amante in città di Greg Mottola; Agenzia salvagente di Nora Ephron e la trilogia di Screma di Wes Craven.
Presto lo vedremo nel film di Phillip Noyce Salt, accanto ad Angelina Jolie; in Repo Man di Miguel Sapochnik, con Jude Law e Forest Whitaker; e Every Day di Richard Levine, accanto a Helen Hunt.
Con la sua interpretazione di Orson Welles nel film-tv di Benjamin Ross RKO 281, Schreiber si è conquistato le candidature a un Emmy e a un Golden Globe. Tra i suoi altri film per la televisione ricordiamo Lackawanna Blues di George C. Wolfe e The Sunshine Boys di John Erman, accanto a Woody Allen e Peter Falk.
Ha prestato la sua voce a documentari come Mantle, :03 Seconds from Gold e A City on Fire: The Story of the ‘68 Detroit Tigers, oltre alle serie Nova e Nature.
Nel 2005 Schreiber ha esordito nella regia con Ogni cosa è illuminata, un suo adattamento dall'omonimo, fortunato romanzo di Jonathan Safran Foer. La pellicola, con Elijah Wood e Eugene Hutz, è entrata nella classifica dei dieci migliori film dell'anno della National Board of Review.