Był reżyserem w serialu familijnym kanału Walta Disneya Lizzie McGuire (2002). W serialu 24 godziny (24, 2003-2004) zagrał postać Adama Kaufmana, analityka Counter Terrorist Unit (CTU). Wystąpił także w sitcomie Tori Spelling So noTORIous (2006), serialu Warner Bros. Czarodziejki (Charmed, 2003) jako czarnoksiężnik. Grał Gabriela Sylara Graya, seryjnego mordercę w serialu stacji NBC Herosi (2006-2009). W 2009 i 2013 roku wcielił się w rolę młodego Spocka w filmie J.J. Abramsa Star Trek.
W 2018 wystąpił na Broadwayu w roli Harolda w sztuce Marta Crowleya Chórzyści (The Boys in the Band), u boku aktorów takich jak Jim Parsons, Charles Carver, Andrew Rannells, Robin de Jesús i Tuc Watkins.
Życie prywatne W październiku 2011 w jednym z wywiadów wyznał, że jest gejem.
Spotykał się z dominikańsko-amerykańską aktorką Danią Ramirez (2008), Coltonem Haynesem (2009), Jessem Tylerem Fergusonem (2010), Jonathanem Groffem (od 2010 do lipca 2013). W 2013 Quinto związał się z modelem i artystą Milesem McMillanem. Rozstali się w 2019.