В 1978 к Гэри Бьюзи пришла известность, после того как он сыграл главную роль в «Истории Бадди Холли». Фильм принес актеру номинацию на «Оскар».
В том же году он впервые снялся в фильме о серферах – «Все решается в среду». В 1987 Бьюзи снялся в кассовом боевике «Смертельное оружие».
Пик карьеры Гэри Бьюзи пришелся на 90-е годы, когда он появился в боевиках «На гребне волны», «Хищник 2», «В осаде». На его счету также небольшая роль в культовой драме «Страх и ненависть в Лас-Вегасе» и триллере «Фирма».
В 2000-х Гэри Бьюзи неожиданно появился на российском ТВ, сначала в 2002 году в сериале «Русские в городе ангелов», затем в 2005 году он сыграл бывшего мужа Айседоры Дункан Зингера в мини-сериале «Есенин». В 2007 году Бьюзи сыграл одну из ролей в боевике «Ближний бой» совместного производства США и Казахстана.
В 2005 году Гэри Бьюзи появился в роли самого себя в одном из эпизодов популярного мультсериала «Симпсоны». В 2007 актер вновь сыграл самого себя, на этот раз в молодежном сериале «Красавцы».
В 2012 году Гэри Бьюзи можно было увидеть в триллерах «Пираньи» и «Зловещий особняк».