Fue elegido al comienzo de su carrera por el director Francis Ford Coppola para intervenir en "Jardines de piedra" y "Tucker, un hombre y su sueño". A continuación, Koteas consiguió un papel en "Luna llena en agua azul" de Peter Masterson y más tarde fue elegido para el papel protagonista en la explosiva película de Roger Cardinal "Malarek", en la que interpretaba a Victor Malarek, un periodista de investigación real. Su inolvidable interpretación le valió la primera de dos nominaciones a los premios Genie (el Oscar canadiense) como mejor actor.

Koteas se hizo famoso a nivel internacional por su papel en "Crash", la controvertida exploración de David Cronenberg de la provocación y la alienación sexuales, que recibió un premio especial en el Festival de Cine de Cannes de 1996. Koteas ha trabajado en varias ocasiones con uno de los mejores directores canadienses, Atom Egoyan, interviniendo en "El liquidador", "Exótica", por la que fue nominado a los Genie como mejor actor secundario, y "Ararat", por la que consiguió el Genie al mejor actor secundario.

Koteas también recibió buenas críticas por sus papeles en "Hit Me" de Steven Shainberg, una moderna adaptación al estilo del cine negro de A Swell Looking Babe de Jim Thompson; "Gattaca", protagonizada por Uma Thurman, Ethan Hawke y Jude Law; el thriller sobrenatural "Fallen", junto a Denzel Washington; "Verano de corrupción" de Bryan Singer; "De ahora en adelante (Living Out Loud)", con Holly Hunter y Danny DeVito; la película de Terrence Malick nominada a los Premios de la Academia "La delgada línea roja"; "Sonrisa peligrosa", con Steve Martin y Helena Bonham Carter; "Las flores de Harrison", con Andie MacDowell y Adrien Brody; y "The Greatest Game Ever Played", dirigida por Bill Paxton.

Entre sus próximas películas figuran "Shooter" de Antoine Fuqua, "Skinwalkers" de James Isaac y "Chronicles", dirigida por David Fincher.

Entre sus trabajos para la televisión figuran "Traffic: The Mini-Series" de USA Network, nominada a los Emmy, la película original de la HBO "Shot in the Heart", en la que interpreta al famoso asesino Gary Gilmore, un papel de co-protagonista junto a John Turturro y Mary-Louise Parker en "Sugartime" de la HBO, y el abrasador drama familiar de Horton Foote "The Habitation of Dragons".

Koteas ha intervenido en numerosas producciones teatrales, entre las que figuran "Hot ‘N’ Throbbing" de Paula Vogel en el Signature Theatre, "El beso de la mujer araña" en el Yale Repertory Theatre y "True West" en Broadway, dirigida por Matthew Warchus.

Koteas se graduó en la American Academy of Dramatic Arts y es miembro del prestigioso Actors’ Studio.