Dopo aver visto un documentario sul film Oliver! (1968) Modine decide di diventare attore. Ha cominciato interpretando ruoli al cinema e in seguito a teatro ed in tv. Tra i film per il cinema ricordiamo: Promesse promesse di John Sayles (1983), Streamers di Robert Altman (1983), Birdy di Alan Parker (1984), Fuga d’inverno di Gillian Armstrong (1984), Crazy for you di Harold Backer (1985), Full Metal Jacket di Stanley Kubrick (1987), Un ostaggio di riguardo di Alan J. Pakula (1987), La partita di Carlo Vanzina (1988), Una vedova allegra... ma non troppo! di Jonathan Demme (1988), Memphis Belle di Michael Caton-Jones (1990), Uno sconosciuto alla porta di John Schlesinger (1990), Wind – più forte del vento di Carroll Ballard (1992), Equinox di Alan Rudolph (1992), America oggi di Robert Altman (1993), I ricordi di Abbey di Mike Figgis (1994), Blackout di Abel Ferrara (1997), Scelte pericolose di Tim Hunt (1997), Ogni maledetta domenica di Oliver Stone (1999), The Shipment di Alex Wright (2001), Hollywood North di Peter O’Brien (2003), Le Divorce di James Ivory (2003), Mary di Abel Ferrara (2005). Per la televisione ha recitato in episodi di diverse serie di successo come Law & Order: Special victim unit e The West Wing.
