FilmEdit
Michael Peña har været en fast gæst i uafhængige produktioner siden 1994, men hans gennembrud kom i to Oscar-vindende film, Million Dollar Baby (2004) og Crash (2004), som Paul Haggis skrev, og som vandt en Oscar for bedste film. Førstnævnte blev instrueret af Clint Eastwood, og sidstnævnte blev instrueret af Haggis. Selv om begge film er anmelderroste, fik Peña opmærksomhed for sin særligt følelsesladede præstation i Crash. Året efter medvirkede han i den Golden Globe-vindende serie The Shield. I 2006 spillede han hovedrollen i Oliver Stones film baseret på angrebene den 11. september 2001, World Trade Center. Han havde også en lille rolle i Alejandro González Iñárritus film Babel. Dette giver ham den sjældne udmærkelse at have medvirket i tre Oscar-nominerede film i træk.
I 2006 spillede Peña hovedrollen i HBO-filmen Walkout som Sal Castro, en mexicansk-amerikansk gymnasielærer, der inspirerer en gruppe gymnasieelever i East L.A. til at kæmpe for chicanos rettigheder.
Han spillede sammen med Mark Wahlberg i Shooter (2007) som den nybegynder FBI-agent Nick Memphis. I 2009 spillede han en sikkerhedsvagt i et indkøbscenter sammen med Seth Rogen i Jody Hills Observe and Report.
I 2012 spillede han sammen med Jake Gyllenhaal en hovedrolle som politibetjent i Los Angeles i End of Watch. Samme år begyndte han at optage César Chávez, en biograffilm om den amerikanske arbejderleder César Chávez’ liv, som grundlagde United Farm Workers. Peña spiller hovedrollen som Chávez. Han optrådte sammen med Brad Pitt, Shia LaBeouf, Logan Lerman og Jon Bernthal i actionfilmen Fury (2014), der foregår under Anden Verdenskrig, og han portrætterede Luis i Ant-Man (2015).
I 2015 var Peña en af hovedrollerne i ensemble-castet for sin rolle om bord på rumfartøjet Ares-III til Mars i den prisbelønnede Ridley Scott sci-film The Martian.Peña spillede med i 12 Strong sammen med Chris Hemsworth. Han spillede også en hovedrolle i genindspilningen af A Wrinkle in Time fra 2018, hvor han spillede hovedantagonisten, The IT, i sin menneskelige form (kendt som “Red”). I 2020 tog Peña en tur som den mystiske og gådefulde Mr. Roarke i den kritiserede prequel Fantasy Island (Film)
TelevisionEdit
I december 2017 blev det rapporteret, at Peña havde sluttet sig til castet af Narcos til den kommende fjerde sæson. Det blev senere afsløret, at den fjerde sæson ville være en ny serie, Narcos: Mexico, med Peña i hovedrollen som DEA-agenten Kiki Camarena.
StemmeskuespilRediger
Peña lagde stemme til karakteren Ricky i den animerede komedie Chozen fra FX. I Turbo lagde han stemme til Tito, og i My Little Pony: The Movie lagde han stemme til Grubber. Han leverede også vokal til karakteren Marguerite (i episoden ‘Hot Water’) i den populære animerede serie American Dad.
MusicEdit
I 2005 dannede Peña rockbandet Nico Vega i Los Angeles, opkaldt efter sin mor, Nicolasa. Han forlod bandet i 2007 for at koncentrere sig om sin skuespillerkarriere, men var med til at skrive nummeret “Beast”, som nåede nr. 26 på Billboard Hot Rock Songs Chart.