Zaslovel je s filmom Top Gun, znan pa je bil tudi po vlogah pevca Jima Morrisona v biografskem filmu The Doors in Brucea Waynea v filmu Batman za vedno, poroča ameriški časnik New York Times. Star je bil 65 let, po navedbah njegove hčere Mercedes Kilmer pa je umrl za posledicami pljučnice.
Sprva je bil gledališki igralec, na velikem platnu je kariero začel leta 1984 v filmu o hladni vojni Top Secret, zaslovel pa dve leti kasneje z akcijskim filmom Top Gun, v katerem je igral pilota Icemana. Znan je bil tudi po vlogah pevca Jima Morrisona v filmih The Doors režiserja Oliverja Stona in Brucea Waynea v Batmanu za vedno.
V devetdesetih je bil eden najbolje plačanih hollywoodskih igralcev.
Kilmerju so leta 2014 diagnosticirali raka na grlu. Med zdravljenjem so mu opravili poseg na sapniku, ki mu je poškodoval glasilke. Leta 2020 je objavil spomine z naslovom I'm Your Huckleberry, leto zatem pa še dokumentarni film Val, v katerem je spregovoril o svoji karieri in zdravstvenih težavah.
