Như một định mệnh, năm 1999, Đơn Dương được mời vào phim Ba mùa của Tony Bùi, sau LHP Sudance và một vài giải thưởng quốc tế khác, anh lọt mắt của vài đạo diễn Hollywood. Sau khi sang Mỹ định cư, anh gần như “mất bóng” với nhiều khán giả trong nước.
Ấn tượng vai đầu tiên Đơn Dương tay ngang vào nghề, do bạn gái (là Vũ Thị Sanh, năm 1983 họ cưới nhau) rủ đi đóng phim Pho tượng (năm 1982) của đạo diễn Lê Dân. Trong phim này, anh vào vai Dũng thương binh ở chiến khu, bị cụt một chân, phải cố gắng chứng tỏ sự tồn tại của mình. NSND - đạo diễn Lê Dân cho biết: “Ngoài cái duyên điện ảnh sẵn có, Đơn Dương là diễn viên có ý chí và ý thức trong việc rèn luyện nghề nghiệp. Khi quay Pho tượng trong rừng ở Tây Ninh, gặp Đơn Dương lần đầu tôi đã thấy đây là nhân vật của mình; bạn ấy rất chịu khó, luôn giữ kỷ luật trong công việc. Dù sau này không có dịp cộng tác, nhưng theo quan sát của tôi, Đơn Dương có cá tính điện ảnh rõ ràng, ít bị kịch hay truyền hình chi phối”. Sau phim này, Đơn Dương được nhiều đạo diễn chào mời, anh xuất hiện gần như liên tục trong các năm sau đó, ví dụ Vùng trời cho chim câu (1984), Ông Hai Củ, Bản tình ca (1985), Bài hát đâu chỉ là nốt nhạc, Bông lục bình (1986), Con gái ông thứ trưởng, Người trong cuộc, Giai điệu xanh (1987)… Trong các phim này, vai diễn khiến người xem nhớ nhất là chính ủy Thắng trong phim Ông Hai Củ của đạo diễn Bùi Sơn Duân.
Năm 1991, Đơn Dương khá thành công với vai Chiến trong Canh bạc (ĐD: Lưu Trọng Ninh), đem lại giải Nam diễn viên chính xuất sắc nhất. Bộ phim mô tả ranh giới mong manh giữa giá trị sống đích thực của con người và máu đỏ đen, đến mức Chiến tài xế phải gán người yêu trong sáng của mình cho canh bạc. Sau phim này, anh cũng tạo được dấu ấn với các vai trong Dấu ấn của quỷ (ĐD: Việt Linh), Mê Thảo - Thời vang bóng (ĐD: Việt Linh), Đời cát (ĐD: Nguyễn Thanh Vân)… “Anh ấy là diễn viên có sáng tạo trong nghề nghiệp, chân thực và hết mình cho từng vai diễn. Lần đầu chúng tôi nhận vai chính cùng nhau trong phim Dấu ấn của quỷ, Đơn Dương vai người tù, tôi vai cô gái quỷ. Lần thứ hai anh vào vai cảnh sát chế độ cũ, còn tôi là giao liên của “Việt cộng” trong phim Giữa dòng. Cả hai vai này anh diễn đều gây ấn tượng mạnh. Tôi yêu nhân vật người tù bao nhiêu thì căm ghét gã cảnh sát kia bấy nhiêu. Với đồng nghiệp, anh đã tạo cho tôi cảm giác sống của nhân vật khi diễn cùng nhau”, NSƯT Ngọc Hiệp cho biết.
Ăn ảnh và có chiều sâu nội tâm Giới làm nghề và giới hâm mộ điện ảnh đều cho rằng ngoài bộ mã ăn ảnh thì Đơn Dương luôn diễn tả được chiều sâu về mặt nội tâm. NSƯT - đạo diễn Mỹ Hà khẳng định: “Đơn Dương là diễn viên rất có tài, đóng được nhiều loại vai, diễn xuất sắc sảo, khuôn mặt dễ gây thiện cảm với người xem. Khi làm Giữa dòng, tôi đã có suy nghĩ về sự hòa giải, chung sống sau chiến tranh, cách diễn của Đơn Dương đã cho thấy sự hòa giải không dễ dàng, vì thế nó mới có giá trị. Nói không ngoa, anh là nam diễn viên có nhiều đóng góp cho điện ảnh Việt Nam”. NSƯT - đạo diễn Lê Cung Bắc là anh rể của Đơn Dương - từng cộng tác với nhau trong các phim như Dấu ấn của quỷ, Người đẹp Tây Đô… - cho biết: “Sau khi định cư ở Mỹ, để tránh những hiểu lầm, Dương từ chối một số vai liên quan đến người Việt, vì Dương vẫn luôn muốn kết nối với quê nhà, muốn làm việc với vài đạo diễn trong nước. Dương đã có thị thực để về Việt Nam ở lâu dài vào dịp Tết 2012 này”. Đơn Dương tên đầy đủ là Bùi Đơn Dương, nguyên quán ở Kiến An (Hải Phòng), sinh ra và lớn lên tại Đà Lạt. Trước khi đi đóng phim, Đơn Dương học ngành dược, đi làm tại một xí nghiệp dược phẩm. Vào thập niên 1990, Đơn Dương còn làm thêm vài nghề kiếm sống như quay video. Thời gian này Đơn Dương còn để lại dấu ấn trong một số phim như Cỏ lau (1993), Chuyện ngã bảy, Người đẹp Tây Đô (1996), Chung cư (1999)… Có lẽ phim cuối cùng mà Đơn Dương đóng là The Anniversary (2003). Về đời tư, Đơn Dương có hai con trai với Vũ Thị Sanh (nghệ danh Xuân Sanh) là Bùi Đơn Long và Bùi Đơn Linh, họ ly dị năm 1997. Khi mất, Đơn Dương sống một mình tại Mỹ. “Nguyện vọng của Dương là được trở về Việt Nam, chính vì vậy, sau khi thiêu xong thì gia đình sẽ mang tro cốt về đặt tại nhà thờ”, Lê Cung Bắc đại diện gia đình nói thêm.