David Cross a joué dans des films divers, notamment dans
Men In Black 2, dans le registre de la science-fiction où il joue aux côtés de Will Smith et Tommy Lee Jones. La même année en 2002, il est à l’affiche de
Run Ronnie Run de Troy Miller.
En 2004, il joue dans le très remarqué
Eternal Sunshine Of The Spotless Mind de Michel Gondry, où Kate Winslet et Jim Carey perdent la mémoire volontairement pour oublier leurs peines de cœur. Il y interprète Rob.
En 2006, il prète sa voix à Junior pour
Georges Le Petit Curieux de Matthew O'Callaghan. Le film raconte l’histoire de Ted qui rencontre un petit singe, lors d’une expédition, qu’il prénommera Georges. Il est également à l’affiche de
She'S A Man de Andy Fickman. David Cross multiplie ses participations à des films, entre 2006 et 2008, il apparaît dans huits films et de plus en plus souvent dans un cadre qu'il affectionne : faire le doublage de dessin animé. Ainsi, on le retrouve dans le film d'animation
Kung Fu Panda en 2008, l'acteur a eu le nez fin et est invité au Festival de Cannes de la même année pour présenté le film en séance spéciale.