Bắt đầu từ khi chuyển tới sống ở Los Angeles, Cooper dần chú ý tới thể loại phim câm. Ông đảm nhiệm một số vai phụ trên sân khấu, như trong phim Winning of Barbara Worth (1926) trước khi đến với Paramount. Tại Paramount, Cooper đã thu hút sự chú ý của khán giả màn bạc qua một vai phụ trong bộ phim kinh điển Wings năm 1927, bộ phim đã đoạt giải Oscar cho phim hay nhất.

Sau Wings, Cooper còn tham gia nhiều phim của Paramount, tiêu biểu như Arizona Bound, Nevada and The last Outlaw (1927)... Ông trở nên nổi tiếng và là một trong những nam minh tinh sáng giá nhất của Paramount. Năm 1936, ông được đề cử Oscar lần đầu tiên cho vai diễn trong Mr. Deeds Goes to Town (1935).

Năm 1941, với vai diễn Alvin York trong Sergeant York, Gary Cooper giành được giải Oscar cho nam diễn viên chính xuất sắc nhất. Hai năm sau liên tục 1942 và 1943, ông được đề cử Oscar cho các phim Chuông nguyện hồn ai (1943) và The Pride of the Yankees (1943). Năm 1952, lần thứ hai Cooper nâng tượng vàng Oscar với vai người hùng viễn tây trong High Noon.

Cooper mất ngày 13 tháng 5 năm 1961 vì bệnh ung thư phổi tại Los Angeles, 6 ngày sau sinh nhật lần thứ 60 của mình.