1960年，千叶真一主演了日本导演深作欣二的首部电影《风来坊的侦探》，得到了观众的赏识。

1965年，千叶真一参演了由高仓健主演的侠义电影《网走番外地：北海篇》。

1968年，千叶真一因为出演电视剧《猎人》而获得了一定的知名度。

1973年，千叶真一参演了根据日本黑社会山口组组长狱中手记改编的黑帮电影《无仁义的战争：广岛死斗》，饰演杀人成癖的大友组组长。

1978年，千叶真一与深作欣二合作了古装武打剧《柳生家族的阴谋》、《赤穗城绝灭》，千叶真一为此进行了木刀特训，一天训练量达到8小时。在《柳生家族的阴谋》中，他从20米高的悬崖上不靠替身自己跳下来，电影上映后获得了成功。

1979年，千叶真一主演了改编自半村良的同名科幻小说《战国自卫队》。

1982年，千叶真一参演了由松坂庆子、风间杜夫、平田满主演的爱情喜剧片《蒲田进行曲》，该片获第6届日本电影学院奖最佳影片等八个奖项。

1990年，千叶真一执导并参演了剧情片《美丽的勇士们》，该片是千叶真一导演处女作，也是他唯一监制过的作品。

1998年，千叶真一应文隽和刘伟强之邀，参演了香港武侠电影《风云雄霸天下》，饰演反面角色雄霸，得到了内外的认可，因此获得第18届香港电影金像奖最佳男主角提名，这也是外国演员第一次被提名香港金像奖。

2000年，千叶真一客串出演了由郑伊健、陈小春、黎姿、舒淇主演的黑帮电影《胜者为王》，饰演陈小春的黑老大岳父草刈一雄。

2002年，千叶真一与赵文卓、何润东、蒋勤勤、陶红领衔主演了武侠电视剧《风云》，千叶真一成为惟一一位同时在《风云》电影版和电视版中扮演雄霸的演员。

2003年，千叶真一参演了由藤原竜也、竹内力、前田亚季、加藤夏希、忍成修吾、酒井彩名主演的动作片《大逃杀2：镇魂歌》； 随后，千叶真一又参演了由昆汀·塔伦蒂诺执导的惊悚动作片《杀死比尔》，饰演疯疯癫癫的铸刀师服部半藏，因此获得第30届土星奖最佳男配角提名。此外，千叶真一还担任了乌玛瑟曼和刘玉玲的日本剑术指导，雪地里的那场日式剑术对打，就有着千叶真一的设计和帮助。

2006年，千叶真一执导并参演了剧情片《父亲》，饰演男主角、父亲“沼田龙道”，该片是千叶真一第二部也是最后一部导演作品。

2007年，千叶真一参演了由内野圣阳、市川龟治郎、Gackt主演的NHK大河剧《风林火山》，饰演日本战国名将板垣信方，该剧是千叶真一最后的影视作品； 7月16日，68岁的千叶真一在东京举行记者会，宣布退出艺能界。 2021年，特别出演商战剧情动作网剧《布局》播出。