Dempués d'estudiar na escuela de teatru de Århus, fixo'l so debú na película Pusher (1996). Foi protagonista en delles películes daneses como Blinkende Lygter, De Grønne Slagtere, la so película debú Pusher y Pusher II. El papel pol que se fixo conocíu na so tierra natal foi'l d'un policía na serie de televisión danesa Rejseholdet. En 2003 protagonizó la película Te quiero pa siempres (Open Hearts). Al añu siguiente en 2004, dio'l saltu al cine estauxunidense cola película King Arthur producida por Jerry Bruckheimer. En 2006 interpretó al villanu Le Chiffre na película de James Bond Casino Royale. Darréu protagonizó Les mazanes de Adam (2005), Dempués de la boda y Prag (2006).
En 2012 llegó unu de los sos trabayos más brillosos cola película Jagten de Thomas Vinterberg, nomada nos Oscar a meyor película de fala non inglesa. La so interpretación valió-y el premiu al meyor actor nel Festival de Cannes. En 2013 protagonizó un drama de dómina basáu en fechos reales, Un asuntu real, dirixida por Nikolaj Arcel y coescrita por Lars von Trier. Foi nomada a meyor película de fala non inglesa nos Globos d'Oru y Oscar, representando a Dinamarca. Nesti rol demuestra una vegada al igual que na película anterior, unu de los meyores papeles de la so carrera. Esi mesmu añu protagonizó Michael Kohlhaas, trabayu pol que foi nomáu como meyor actor nos Premiu César, y Charlie Countryman.
Ente 2013 y 2015 protagonizó la serie de televisión de NBCHannibal, como'l Dr. Hannibal Lecter xuntu al actor Hugh Dancy como l'axente especial del FBI Will Graham, espertu en realizar perfiles d'asesinos en serie.
A mediaos de 2017 confirmóse que va participar na adautación al cine de Chaos Walking, xunto a Tom Holland y Daisy Ridley, prevista pa estrenase en 2019 y podría ser la primer parte d'una triloxía.[15]