Seu papel de destaque internacional surgiu apenas em 2009, quando interpretou o coronel Hans Landa em ?Bastardos Inglórios?, de Quentin Tarantino, personagem que falava várias línguas e conhecido "Caçador de Judeus" e principal antagonista do filme.

Por essa atuação recebeu o Oscar, o Globo de Ouro, o BAFTA de Melhor Ator Coadjuvante, entre outros reconhecimentos em 2010.

Em 2012, voltou a colaborar com Tarantino ao interpretar o Dr. King Schultz em ?Django Livre?, papel que também lhe rendeu o Oscar de Melhor Ator Coadjuvante, além de outros prêmios em 2013.

No filme, interpreta um dentista e ex-caçador de recompensas alemão que se torna parceiro de Django, com quem busca um plano para resgatar a esposa do Django, Broomhilda.

Foi indicado ao Globo de Ouro na categoria de Melhor Ator em Filme de Comédia ou Musical por sua atuação em ?Grandes Olhos? em 2015. O longa, dirigido por Tim Burton, é inspirado na vida de Margaret Keane, conhecida por retratar figuras com olhos grandes e expressivos. Waltz interpreta Walter Keane, marido da artista, que assume publicamente a autoria das obras.

Interpretou o principal antagonista, o capitão Leon Rom, no filme ?A Lenda de Tarzan" em 2016.

Viveu o antagonista Ernst Stavro Blofeld nos filmes ?007 Contra Spectre? e ?007 - Sem Tempo para Morrer?.

Seu repertório também inclui filmes como ?Deus da Carnificina?, ?O Teorema Zero?, ?Pequena Grande Vida?, ?Alita: Anjo de Combate?, ?A Crônica Francesa? e Drácula: Uma História de Amor Eterno?.

Waltz também é diretor e, em 2019, dirigiu e protagonizou o filme ?Georgetown?, no qual vive um homem acusado de matar a esposa para conquistar status social.

Também dirigiu montagens de óperas como ?Der Rosenkavalier? e ?Falstaff? no Vlaamse Opera e produções planejadas no Grand Théâtre de Genève.

Atualmente é casado com a figurinista alemã Judith Holste, com quem teve uma filha.

Em 2020, obteve cidadania estadunidense por naturalização, além de manter as nacionalidades austríaca e alemã. Fala fluentemente alemão, inglês e francês, e chegou a interpretar em italiano, embora admita não dominar o idioma plenamente.