A apărut pentru prima dată la televizor în scurta serie de televiziune The Others și a avut roluri de invitat în emisiuni precum CSI, Touched by an Angel, Charmed, Six Feet Under, Lizzie McGuire și L.A. Dragnet.
În 2003, în timpul desfășurării teatrale a piesei Endgame de Samuel Beckett la Odyssey Theatre din Los Angeles, în timp ce interpreta rolul lui Clov, a obținut un rol recurent important ca expert în computere Adam Kaufman în seria Fox 24.
În 2006, a jucat rolul lui Sasan: prietenul arogant și bisexual iraniano-american al lui Tori Spelling în seria sa VH1 So NoTORIous. Mai târziu în acel an, s-a alăturat distribuției Heroes ca Gabriel Gray, mai bine cunoscut ca criminalul în serie Sylar, până la anularea seriei în 2010.
În 2008, s-a asociat cu Corey Moosa și Neal Dodson pentru a forma Before the Door Pictures. Compania a produs proiecte în film, televiziune, noi medii și a publicat două romane grafice într-un acord cu editura de benzi desenate Archaia Entertainment.
În 2009, a jucat rolul lui Spock în Star Trek, un rol pentru care a fost lăudat că a adus o nouă interpretare unui personaj vechi de decenii și un rol pe care urmează să-l reia în al doilea film din noua serie.
În 2010, compania lui Quinto, Before the Door Pictures, a produs Margin Call, un film independent despre criza financiară din 2007–08, care a primit o nominalizare la Oscar pentru Cel mai bun scenariu original, de J. C. Candor. (Quinto a jucat rolul lui Peter Sullivan în film.) Quinto a fost producător executiv pentru următorul film al lui Chandor, All Is Lost (2013), cu Robert Redford ca singurul actor.
În octombrie 2011, a început un rol recurent în seria FX American Horror Story ca Chad, fostul proprietar