เรย์ สตีเวนสัน มีชื่อเสียงเป็นที่รู้จักดีจากซีรีส์ทางทีวี เรื่อง Rome นับแต่นั้นเขามีผลงานภาพยนตร์ออกมาอย่างต่อเนื่อง ในบรรดาผลงานของเขา ได้แก่ ภาพยนตร์ของผู้กำกับ โจนาธอน เฮนสลีห์ เรื่อง Kill the Irishman, และรับบทเป็น โวลสแต็กก์ หนึ่งในตัวละครเอกของภาพยนตร์เรื่อง Thor ซึ่งกำกับโดย เคนเนธ บรานาห์ ผู้เคยร่วมแสดงกับสตีเวนสัน ในภาพยนตร์เรื่อง Theory of Flight
สตีเวนสันยังร่วมแสดงในภาพยนตร์ของ พอล ดับเบิลยูเอส แอนเดอร์สัน เรื่อง The Three Musketeers ซึ่งเขาร่วมแสดงกับโลแกน เลอร์แมน, ออร์แลนโด้ บลูม, คริสตอฟ วอลทซ์ และมิลล่า โจโววิช
สตีเวนสันแสดงภาพยนตร์ตลกกึ่งดราม่าของ บิลลี่ บ๊อบ ธอร์นตัน เรื่อง Jayne Mansfield's Car ซึ่งเขาร่วมแสดงกับ จอห์น แพทริค อามีโดรี่, โรเบิร์ต ดูวัลล์, จอห์น เฮิร์ต, เควิน เบคอน และโรเบิร์ต แพทริค
คนดูยังได้เห็นสตีเวนสันในภาพยนตร์ของ Warner Bros. เรื่อง Book of Eli ซึ่งเขาร่วมแสดงกับ เดนเซล วอชิงตัน และแกรี่ โอลด์แมน, สตีเวนสันยังร่วมแสดงในภาพยนตร์ทริลเลอร์ แฟนตาซี เรื่อง Cirque de Freak: The Vampire's Assistant และในปี 2008 เขารับบทนำในภาพยนตร์เรื่อง Punisher: War Zone ผลงานก่อนหน้านี้ของสตีเวนสัน คือ ภาพยนตร์ของ อังตวน ฟูควา เรื่อง King Arthur, ภาพยนตร์คัลท์สุดฮิตเรื่อง Outpost, ภาพยนตร์เรื่อง The Return of the Native ซึ่งเขาร่วมแสดงกับ แคเธอรีน ซีต้า-โจนส์ และ Some Kind of Life ซึ่งเขาร่วมแสดงกับ เจน เฮฮร์ร็อคส์
