En 1975, Jean-Hugues Anglade entre au Conservatoire national d'art dramatique de Paris. Il commence une carrière au théâtre et à la télévision. On le voit dans Un comique-né (1977) de Michel Polac, La peau de chagrin (1978) d'après un roman éponyme de Balzac réalisé par Michel Favart, Par ordre du roy (1979) de Michel Mitrani.
Après un premier rôle au cinéma dans L'indiscrétion (1982) de Pierre Lary, Jean-Hugues Anglade est révélé par L'homme blessé (1982) de Patrice Chéreau. Il incarne un homme troublé par sa rencontre avec un homosexuel. Le film est sélectionné au Festival de Cannes et Jean-Hugues Anglade est nominé aux Césars. En 1984, Luc Besson lui offre le rôle du pickpocket en rollers de Subway, film remarquablement accueilli par le public. Avec son rôle de Zorg dans 37°2 le matin (1986) de Jean-Jacques Beineix, Jean-Hugues Anglade accède à une reconnaissance mondiale : le film est plébiscité partout, du Japon aux Etats-Unis. En 1987, l'acteur partage l'affiche de Maladie d'amour de Jacques Deray avec Nastassja Kinski. L'année suivante, il se rend à Bombay pour jouer dans Nocturne indien d'Alain Corneau. Il retrouve Luc Besson en 1989 pour incarner le petit ami de Nikita. Le film remporte un grand succès. Acteur au registre très large, Jean-Hugues Anglade s'adapte à ses personnages avec aisance : dangereux chef de gang hystérique dans Killing Zoé (1993) de Roger Avary, il pratique un jeu plus sobre dans Les marmottes (1993) d'Elie Chouraqui, qu'il retrouve deux ans plus tard pour Les menteurs. Son interprétation de Charles IX dans La reine Margot (1993) de Patrice Chéreau lui vaut un César. Il tourne régulièrement en tant qu'acteur avant de s'essayer à la réalisation avec Tonka (1996), une histoire d'amour sur fond d'athlétisme mal accueillie par la critique. Il se consacrera par la suite à son métier d'acteur en enchaînant de nombreux tournages à la fois dans des seconds rôles et rôles principaux. Son talent lui permet de passer de la comédie, Laisse tes mains sur mes hanches (2002) de Chantal Lauby, au drame, Villa Amalia (2008) de Benoît Jacquot, en passant par le film d'action de production américaine, Taking lives, destins violés (2003) de D.J. Caruso.
Jean-Hugues Anglade réalise en 1985 un court-métrage sur le tournage de Subway (1984) de Luc Besson. Il tourne également pour la télévision. On le retrouve dans des adaptations des ouvrages de Fred Vargas, en 2008 et 2009, dans lesquelles il joue le rôle du commissaire Jean-Baptiste Adamsberg ; ainsi que dans le premier rôle de la série policière Braquo (2009) créée par Olivier Marchal.
Longs métrages 1986 | Making of Subway | Jean-Hugues Anglade |
| 1996 | Tonka | Jean-Hugues Anglade |
| 1996 | Tonka | Jean-Hugues Anglade |
| 1996 | Tonka | Jean-Hugues Anglade |
| 1982 | Homme blessé (L') | Patrice Chéreau, Jean-François Pierrard |
| 1982 | Indiscrétion (L') | Pierre Lary |
| 1983 | Diagonale du fou (La) | Richard Dembo |
| 1984 | Subway | Luc Besson |
| 1985 | Loups entre eux (Les) | José Giovanni |
| 1986 | 37°2 le matin | Jean-Jacques Beineix |
| 1987 | Maladie d'amour | Jacques Deray |
| 1988 | Nocturne indien | Alain Corneau |
| 1989 | Nikita | Luc Besson |
| 1990 | Domenica specialmente : Le Chiese di legno (La) Le Dimanche de préférence : Les Eglises de bois | Francesco Barilli |
| 1990 | Gawin | Arnaud Sélignac |
| 1990 | Nuit d'été en ville | Michel Deville |
| 1992 | Jona che visse nella balena Années d'enfance | Roberto Faenza |
| 1993 | Killing Zoe | Roger Avary |
| 1993 | Marmottes (Les) | Elie Chouraqui |
| 1993 | Mondani a mondhatatlant : Elie Wiesel üzenete Dire l'indicible : La quête d'Elie Wiesel | Judit Elek |
| 1993 | Reine Margot (La) | Patrice Chéreau |
| 1994 | Cent et une nuits (Les) | Agnès Varda |
| 1994 | Dis-moi oui | Alexandre Arcady |
| 1994 | Nelly et Monsieur Arnaud | Claude Sautet |
| 1995 | Affinità elettive (Le) Les Affinités électives | Vittorio Taviani, Paolo Taviani |
| 1995 | Menteurs (Les) | Elie Chouraqui |
| 1996 | Maximum risk Risque maximum | Ringo Lam |
| 1996 | Tonka | Jean-Hugues Anglade |
| 1999 | Dark Summer | Gregory Marquette |
| 1999 | En face | Mathias Ledoux |
| 1999 | Princesses | Sylvie Verheyde |
| 1999 | Prof (Le) | Alexandre Jardin |
| 2000 | Mortel transfert | Jean-Jacques Beineix |
| 2001 | Più bel giorno della mia vita (Il) | Cristina Comencini |
| 2001 | Sueurs | Louis-Pascal Couvelaire |
| 2002 | Il est plus facile pour un chameau | Valéria Bruni Tedeschi |
| 2002 | Laisse tes mains sur mes hanches | Chantal Lauby |
| 2003 | Taking Lives Destins violés | D.J. Caruso |
| 2005 | Anniversaire (L') | Diane Kurys |
| 2006 | Face cachée (La) | Bernard Campan |
| 2006 | Fata morgana | Simon Gross |
| 2006 | Shake Hands With the Devil | Roger Spottiswoode |
| 2008 | Borderline | Lyne Charlebois |
| 2008 | Persécution | Patrice Chéreau |
| 2008 | Prossimo tuo (Il) | Anne Riitta Ciccone |
| 2008 | Shangai 1976 | Xueyang Hu |
| 2008 | Villa Amalia | Benoît Jacquot |
| 2009 | Dans ton sommeil | Caroline Du Potet, Éric Du Potet |
| 2010 | Marquis (Le) | Dominique Farrugia |
| 2010 | Mineurs 27 | Tristan Aurouet |
| 2011 | Amitiés sincères | François Prévôt-Leygonie, Stéphan Archinard |
| 2012 | Autre vie de Richard Kemp (L') | Germinal Alvarez |
| 2014 | Suburra | Stefano Sollima |
| 2017 | Grand bain (Le) | Gilles Lellouche |
| 2020 | Alors on danse | Michèle Laroque |
| 2020 | Super-Héros malgré lui | Philippe Lacheau |