Ha rodado recientemente Ghosts of the Abyss, una película revolucionaria filmada por el director James Cameron en un avanzado soporte de fotografía en 3 dimensiones que describe una visita submarina al lugar donde yace el Titanic. Paxton había trabajado antes con Cameron en Titanic, Mentiras arriesgadas, Aliens, Terminator y en el video clip "Reach" de Martini Ranch. El actor ha rodado recientemente títulos como Club Dread, Spy Kids: La isla de los sueños perdidos o Haven, y ha debutado como realizador con el thriller Escalofrío, que protagonizaba él mismo junto a Matthew McConaughey, Powers Boothe y Matthew O'Leary. Fue nominado para un Globo de Oro por su trabajo en el telefilme de HBO "A Bright Shining Lie".

Paxton procede de Fort Worth, Texas, e inició su carrera trabajando en el departamento de decoración de la productora de Roger Corman. Tras varios papeles en baratas películas de terror se hizo notar con su papel de sheriff en la película de Carl Franklin Un paso en falso. Tiene una amplia carrera tras de sí con títulos como Límite vertical, Mi gran amigo Joe, Un plan sencillo, Apolo 13, U-571, K2, Traveller, La fuerza del cariño: La historia continúa, La última cena, Comisionado para matar, Mi obsesión por Helena, Cuando llega el otoño, El tiempo de los intrusos, Código azul, Con su propia ley, Calles de fuego, La mujer explosiva, Los viajeros de la noche, etc.