Joseph Cross fez sua estréia no cinema em Wide Awake (1998), de M. Night Shyamalan. Cross também foi visto em Strangers with Candy (2005), coestrelado por Amy Sedaris, Stephen Colbert, Paul Dinello e Greg Hollimon. Prequela da série Comedy Central de mesmo nome, o filme foi dirigido por Paul Dinello e estreou no Festival de Cinema de Sundance de 2005 com ótimas críticas.
Cross pode ser visto em Flags of Our Fathers (2006), dirigido por Clint Eastwood, lançado em agosto de 2006 e Running with Scissors (2006), onde ele se reencontra com Brian Cox.
Os outros créditos de Cross em longas-metragens incluem o thriller de 1998 Desperate Measures (1998), onde apareceu pela primeira vez com Brian Cox, dirigido por Barbet Schroeder e co-estrelado por Michael Keaton. Cross e Keaton colaboraram novamente no filme Jack Frost (1998), também estrelado por Kelly Preston. Anteriormente, ele apareceu com Diane Keaton no filme para televisão Northern Lights (1997), dirigido por Linda Yellen. Entre seus outros créditos na televisão, Cross apareceu em episódios das séries populares Law & Order (1990), Law & Order: Special Victims Unit (1999) e Third Watch (1999).
Em 2003, Cross fez sua estreia no teatro Williamstown Playhouse na peça de John Guare "Landscape of the Body", dirigida por Michael Greif e coestrelada por Lili Taylor e Michael Gaston.
