زین برای اولین بار در سال ۱۹۸۵ در نقش بسیار کوچکی از فیلم علمی تخیلی بازگشت به آینده جلوی دوربین رفت. تا چند سال ایفاگر نقشهای حاشیه ای بود. سال ۱۹۸۹ در فیلم بازگشت به آینده ۲ در همان شخصیت ظاهر شد. در همان سال توانست در فیلم مطرح هالیوودی سکوت قبرستانی در کنار دو بازیگر مطرح سام نیل و نیکول کیدمن ظاهر شود. همان سال موفق شد در یک فیلم تلویزیونی در نقش یک قاتل زنجیره ای واقعی به ایفای نقش بپردازد.

بیلی زین در سال ۲۰۱۰
پس از ان در سال ۱۹۹۰ اولین نقش اصلی خود را بازی کرد. این فیلم یک فیلم علمی تخیلی بود که مگاویل نام داشت.
از ان پس در آثار متعددی ایفاگر نقش اصلی شد که از مشهورترین فیلمهای انزمانش می‌توان به تک تیرنداز محصول سال ۱۹۹۳ اشاره کرد. او در نقش کوچکی از فیلم تامبستون نیز ظاهر شده‌است.
در سال ۱۹۹۶ در یک فیلم پرخرج هالیوودی به نام شبح در کنار بازیگر مطرحی همچون کاترین زتا جونز در نقش اصلی ظاهر شد. هر چند که فیلم فروش خوبی نداشت اما باعث شد جیمز کامرون که انزمان به دنبال بازیگر مناسبی برای نقش کولدن کال هاکلی در فیلم تایتانیک می‌گشت او را در این فیلم ببیند و از وی برای ایفای این نقش دعوت به عمل آورد. تا قبل از ان کامرون به پیرس برازنان راب لاو و چند نفر دیگر نیز اندیشیده بود اما بازیگری هیچکدامشان را مناسب با این نقش نمی‌دید. زین برای فیلم تایتانیک برنده جایزه blockbuster شد.
پس از تایتانیک زین وقت خود را صرف بازی در دو فیلم کمدی به نام‌های نقشه سوزان و من از خواب بیدار شدم همان روزی که من مردم کرد. وی در این فیلم نقش یک دیوانه روانی را بازی می‌کرد که از تیمارستان می‌گریزد و خود را در جایگاه‌های مختلف اجتماعی قرار می‌دهد و دزدی می‌کند. وی برای این فیلم برنده جایزه بهترین بازیگر از جشنواره B-Movie شد.
و پس از ان در سال ۱۹۹۹ ایفاگر نقش مارک انتونی در فیلم تاریخی کلئوپاترا شد.
این بازیگر در سال ۲۰۰۴ یک فیلم کمدی و اکشن به نام بوسه بزرگ را کارگردانی کرد و در ان به ایفای نفش نیز پرداخت.