Sein schauspielerisches Debüt feierte der damals 30‑jährige Waldau 2005 als Krankenhausinsasse #2 im Film Gurkburg Wheelchair Massacre, seinem bisher erfolgreichsten Film. Weniger erfolgreich hingegen war sein 2008 veröffentlichter Film Einmal Star und Zurück 2 - Comeback (Musikalische Tragikomödie).
Joseph Maria Waldau spielte bisher in vier Filmen mit, darunter auch als Moritz' verschollener Bruder in dem 2021 erschienenen Publikumsmagneten Sie sehen jeden töten... oder so!. Er plant bereits seinen nächsten Film.