Sent på 1960-tallet gikk Olmos fra musikk til skuespill, og han var med i flere små profuksjoner, før han fikk en større sjanse i skuespillet . Oppsettingen ble etterhvert flyttet til Broadway og Olmos fikk en nominasjon til en Tony-pris for sin rolle som El Pachuco. Han spilte også denne rollen i filmen i 1981. Han har også spilt i filmer som , (mot Harrison Ford) og .