Miután befejezte tnaulmányait a Guildhall School of Music and Drama szakán, rengeteg színházi szerepet játszott, köztük az „Accidental Death of an Anarchist” előadásban is, amiben a mániáust alakította és amiért rengeteg elismerést kapott a szakma kritikusaitól. Két évvel később már a szélesvásznon játszott olyan filmekben mint az „Elveszett frigyláda fosztogatói” (Raiders of the Lost Ark) Harrison Ford oldalán, vagy Stephen Fears „Hegyezd a füled” (Prick Up Your Ears) filmjében amiben Joe Orton meleg barátját és bosszúálló gyilkosát alakította.
A következő évtézedben, Molina karrierje tovább szárnyalt. Olyan filmekben szerepelt mint „A lányom nélkül soha” (Not Without My Daughter), a „Maverick – halálos póker” (Maverick), „Boogie Nights”, „Magnólia” (Magnolia) amiért SAG jelölést is kapott.
A mostani évtizedben Molina begyűjtötte harmadik SAG Ensemble Cast jelölését is, Lasse Hallström Oscar-díjra is jelölt romantikus vígjátékában, a „Csokoládé” (Chocolat) filmben nyújtott alakításáért. Richard Gere oldalán játszott a „Beugratás” (The Hoax) című filmben. A kritikusok felkapták a fejüket a „Pókember 2”-ben (Spider-Man 2) mint Dr. Otto Octavius, alias Dr. Oktopusz alakításáért. Molina szerepelt az „Azonosság” (Identity), Jim Jarmusch „Kávé és cigaretta” (Coffee and Cigarette), a „Da Vinci-kód” (The Da Vinci Code), „Az élet nélkülem” (My Life Without Me), Eric Till életrajzi „Luther” drámájában, Kenneth Branagh Shakespeare-adaptációjában, az „Ahogy tetszik” (As You Like It), valamint, François Girard Silk és John Irvin „A Hold és a a csillagok” (The Moon and the Stars) filmjében.