Desde su papel en Top Gun (Ídolos del aire), pasando por su trabajo con Oliver Stone en The Doors y Michael Mann en Heat, hasta su papel como militar de carrera en Spartan de David Mamet, Kilmer ha trabajado con muchos de los directores y actores más respetados del cine. Kilmer, el estudiante más joven jamás admitido en el departamento de arte dramático de la Juilliard School, hizo su debut en el cine en la comedia Top Secret, tras la cual intervino en Escuela de genios e interpretó su papel decisivo del Iceman en Top Gun (Ídolos del aire) de Tony Scott, junto a Tom Cruise.