1980年，在多部连续剧中担任配角后，周润发与赵雅芝主演了《上海滩》，这部电视剧让他成为华人世界的明星，主角“许文强”也变得家喻户晓。1985年，《上海滩》引入内地，以快意情仇的江湖复仇故事打动了很多观众，并在很大程度上影响了后来内地影视剧以民初旧上海黑帮争斗为背景的民国剧的热潮。

1986年，由吴宇森执导的《英雄本色》上映，周润发与张国荣、狄龙合作主演。《英雄本色》首映时获海外电影界和媒体广泛称誉，称其优秀程度足以与同期好莱坞优秀动作片齐名，开创香港1980年代黑社会英雄片之先河。虽然狄龙为第一男主角，但周润发以精彩演技和突出形象奠定其香港影坛地位，周润发饰演的Mark哥（“小马哥”）造型多年后仍为人所模仿，导演吴宇森也凭借《英雄本色》奠定吴氏电影风格。
后来，周润发接受采访时说：“在香港拍了70部电影，只有《英雄本色》是一生难得遇上一次的好片......现在在美国1年只拍1部，就算拍20年也只有20部，而我可能再也碰不到另一个《英雄本色》。”

1989年，周润发继续与吴宇森合作《喋血双雄》，影片讲述了职业杀手小庄与警探李鹰从敌到友，一连串斗智斗勇的故事。影片呈现的暴力美学，对荣誉、爱情、友情的探讨，以及近似宗教殉道式的救赎方式在同期华语影片中都十分十分超前。

1989年，周润发主演杜琪峰执导的《阿郎的故事》，饰演因非法赛车入狱、最后死在赛道上的“阿郎”。周润发凭本片获当年香港电影金像奖最佳男主角。

同年，周润发搭档王祖贤、刘德华、张敏，主演《赌神》，饰演赌坛至高无上高手，人称“赌神”的高进，在这个剧情略显俗套的影片中，周润发却凭借个人素养，塑造了一个相对立体的角色。在经历了从受伤、到失忆、到恢复记忆、再为爱人复仇的之后，周润发完成了从神到人再成为神的升华。

1991年，周润发与张国荣、钟楚红合作《纵横四海》，三位主演在片中恣意挥洒着自己的魅力，影片也因此成为港片影迷心中极具时代感和黄金时代标杆的作品。在这部影片中，周润发依旧没有饰演传统意义上的“好人”角色，出演了一名艺术品大盗。但在角色的性格上，除却一贯的潇洒率性，还多了几分喜剧色彩。片中他那段“其实爱一个人并不是要跟她一辈子的。我喜欢花，难道你摘下来让我闻闻；我喜欢风，难道你让风停下来；我喜欢云，难道你就让云罩着我；我喜欢海，难道我就去跳海？”的对白亦十分经典。

1995年，周润发主演《和平饭店》，饰演江湖杀手阿平，影片是一个关于被女人蒙骗而后铺开一场腥风血雨的厮杀的故事。不得不说，这样的故事很好卖。阿平的悲剧归咎于尔虞我诈、你死我活的世界，而英雄逝去，和平饭店坍塌亦是江湖已死、情义不再的挽歌。在拍摄完此片后，周润发也暂别香港影坛，转往好莱坞发展。

2000年，周润发出演李安导演的《卧虎藏龙》，饰演李慕白，影片讲述由青冥剑带出江湖的恩怨情仇。李安在周润发饰演的李慕白身上赋予了兼具出世的禅思哲韵和入世的情欲纠缠的矛盾属性，在李慕白对俞秀莲和玉娇龙的情感变化中，李安以极炼似不炼的手法呈现了中国传统文化中暧昧性和复杂性，通透而又意韵悠长。擅长饰演层次丰富角色的周润发也把这样的意蕴传达得恰到好处。影片获得了第73届奥斯卡最佳外语片。

2006年，周润发搭档巩俐、刘烨、周杰伦，主演张艺谋导演的《满城尽带黄金甲》，饰演大王。该片改编自曹禺的代表作《雷雨》，背景则影射五代十国时期的后唐。影片暴露的服装、艳俗的色彩为人诟病，但周润发依旧用自己的演技积淀，以微小的在练武、出浴、哆嗦时的细节呈现了作为王与作为男人的两种精神状态。

2007年，周润发客串出演许鞍华导演的《姨妈的后现代生活》，饰演从广东到上海来发展的江湖混混潘知常。影片秉承了许鞍华一贯对小市民人生百态的刻画，环境陈设、台词设计等都具有日常感，由此产生的代入感也让观众更容易共情。在影片的日常感之上，笼罩着角色的一种许鞍华式的悲剧感。毕竟热爱生活并最终被生活所负，这大约是发生在普通人身上最常见又最宏大的悲剧了。

2010年，周润发主演姜文导演的《让子弹飞》，饰演鹅城恶霸黄四郎，在片中他与姜文饰演的张麻子斗智斗力却以惨败告终，五代家业化为乌有。影片充满了姜文式的个人英雄主义表达，在黑色幽默、血腥怪诞的风格之外还有一层原生的草莽之气和浪漫情怀。

2018年，周润发主演《无双》，饰演“画家”，他是郭富城口中的伪钞集团首脑，也是一名普通警员。在前一个身份中，他是一个“活着的符号”，但形象却立体丰满；在后一个身份中，他是一个真实的人物，却是这张抓马大戏里最普通的一员。周润发不仅完美塑造了这两个身份，而且凸显了两个身份之间差异和张力。影片获得了第38届香港电影金像奖的最佳影片等7项大奖。