Caleb Landry Jones fue nombrado "uno de los diez actores del momento" por las publicaciones especializadas Variety y The Hollywood Reporter. Actualmente rueda junto a Tom Hanks Bios, dirigida por Miguel Sapochnik, y recientemente ha terminado The Outpost, dirigida por Rod Lurie y coprotagonizada por Scott Eastwood y Orlando Bloom. Anteriormente tuvo un papel en el nuevo proyecto de Lone Scherfig La amabilidad de los extraños, que inauguró este año el Festival Internacional de Cine de Berlín. Y su filme Friday's Child, dirigido por A.J. Edwards, se estrenó el año pasado en el Festival SXSW. Caleb participó en Tres anuncios en las afueras, dirigida por Martin McDonagh y nominada a varios Premios Oscar®, junto a Frances McDormand y Sam Rockwell, por la que Caleb recibió el Premio del Sindicato de Actores y el Premio de la Crítica Cinematográfica al Mejor Reparto. También formó parte del elenco en el debut en la dirección de Jordan Peele Déjame salir, producida por Blumhouse Pictures y nominada a los Oscar®; junto a Tom Cruise en Barry Seal: El traficante, dirigida por Doug Liman, y con Willem Dafoe en The Florida Project, de Sean Baker.

Caleb protagonizó Antiviral, que se estrenó en el Festival de Cannes y se proyectó por primera vez en Norteamérica en el Festival Internacional de Cine de Toronto. IFC Films la llevó a las pantallas comerciales. Debut de Brandon Cronenberg que le valió el Premio a la Mejor Ópera Prima Canadiense en el Festival Internacional de Cine de Toronto, en ella Caleb compartió pantalla con Sarah Gadon y Malcolm McDowell. IndieWire destacó su trabajo como uno de los más destacados de 2012, junto a nombres como Daniel Day Lewis, Joaquin Phoenix, Denis Lavant y Michele Williams.

Caleb también coprotagonizó Heaven Knows What, que ganó el Gran Premio Tokio en el Festival Internacional de Cine de Tokio, después de estrenarse en el Festival Internacional de Cine de Venecia y proyectarse en Toronto y Nueva York. Asimismo, actuó en Reina y patria para el director John Boorman, película que se estrenó en el Festival de Cannes en 2014, y apareció en el debut como director de John Slattery, El misterio de God's Pocket, junto a Philip Seymour Hoffman.

Otros filmes de Caleb incluyen la primera película en inglés de Gerardo Narajo, Viena and the Fantomes, junto a Dakota Fanning y Evan Rachel Wood; Stonewall, de Roland Emmerich; y Contra todos, de John Michael McDonagh, junto a Theo James y Michael Peña.

Junto a Saoirse Ronan, Gemma Arteton y Sam Riley, participó en Byzantium, de Neil Jordan y estrenada por IFC Films, en la que interpretaba a un joven enfermo de leucemia que lucha contra la idea de morir. También formó parte del reparto del taquillazo veraniego de Fox X-Men: Primera generación, y en el éxito de taquilla de Universal Contraband, junto a Mark Wahlberg y Kate Beckinsale.