Ganhou notoriedade em 2004 ao interpretar Jesus no drama épico The Passion of the Christ, dirigido por Mel Gibson. Por sua atuação foi indicado ao Prêmio MTV Movie de Melhor Ator e venceu o prêmio MovieGuide Grace de Melhor Performance em Filmes. Embora o grande sucesso do filme, posteriormente Caviezel dificilmente conseguiu papéis de destaque em Hollywood, afirmando que o fato de interpretar Jesus arruinou sua carreira; todavia, o ator declara que não se arrepende, e que este trabalho foi uma experiência única em sua vida.

Em 2011, interpretou John Reese na série televisiva Person of Interest, até o seu término em 2016, sendo nomeado ao People's Choice Awards para o Ator Dramático de TV Favorito (2014) e Ator Favorito em Drama Policial da TV (2016). Seu outro sucesso foi no filme Escape Plan (2013), como Willard Hobbes. No ano de 2018, Caviezel atuou em mais um filme bíblico, desta vez interpretou Lucas, apóstolo de Jesus em Paul, Apostle of Christ. Em 2018 foi confirmado que o ator voltará a atuar como Jesus na sequência do filme The Passion of the Christ, The Passion of the Christ: Resurrection, como ponto central a Ressurreição de Jesus.

Jim é casado com Kerri Browitt desde 1996, ela é professora de inglês. Ela e o ator adotaram três crianças da China, as quais sofriam de câncer.