Während seiner mehr als fünfzigjährigen Karriere wurde Sorvino durch Rollen als kaltblütiger Gangster Paulie Cicero bekannt Goodfellas und NYPD Sergeant Phil Cerretta in der Krimiserie Recht & Ordnung. Er porträtierte auch James Caans Buchhalter in Der Spieler und der aufdringliche Vater von Claire Danes Romeo und Julia.
1973 erhielt Sorvino eine Tony-Nominierung und einen Drama Desk Award für seine Darstellung des skrupellosen Phil Romano in der Broadway-Produktion Diese MeisterschaftssaisonGewinner des Pulitzer-Preises für Drama.
Trotz seiner Gangster- und „Bösewicht“-Rollen beschrieb sich Sorvino als Softie mit einer Leidenschaft für Poesie, Malerei und Oper. Als seine Tochter Amanda Sorvino, die ebenfalls Schauspieler ist, 1996 die Bühne betrat, um einen Preis als bester Nebendarsteller entgegenzunehmen, sah man Sorvino im Publikum vor Freude weinen.