1989年，周润发同吴宇森一起，拍摄了他们二人最受西方认可的经典电影《喋血双雄》。此片不仅是吴氏暴力美学的巅峰之作，更使周润发的银幕枪手形象远播欧美。
90年代的周润发开始减产，但仍有经典问世。如与吴宇森再次合作的《纵横四海》、《辣手神探》，与刘镇伟合作的《花旗少林》等等；1994《赌神2》的出世，创造香港影史奇迹，为90年代港台赌片热潮划下了一个圆满的句号。其中与吴宇森合作的《辣手神探》深受各国影迷的追捧，曾被美国《娱乐周刊》评为“最有影响力的动作电影第9名”和“最佳cult电影第18名”。片中周润发的角色也被评为“最伟大的电影角色第33名”。1995年年底，在洛衫矶与好莱坞众多名导、明星的见面会上，周润发在致词中说：“作为一个电影演员，最大的乐趣当然是在更大的范围内和其他的电影人共同工作。我来美国，首先想多学习，并愿意继续拍片。”此次赴美之前，周润发将以往获得的16樽奖座全部捐献给了香港电影资料馆。此举表现出他一切从零开始的决心；明白过去的成就不能代表未来的成功，因此他花了3年的时间学习英文，并且努力了解和接受好莱坞的拍片方式。1998年，芝加哥市长将1月12日命名为“周润发纪念日”以表扬他对电影业的贡献获“卡地亚卓越成就奖”
1998年，周润发好莱坞处女作《替身杀手》上映。该片延续了他的银幕枪手形象，并运用了很多香港电影的标志性技巧，如慢镜头等；但该部电影的口碑与票房都不如预期。德国版《CINEMA》杂志在介绍此片时说：“导演安东尼·福奎阿并没有把这种情感发挥到最好，反而是使用了太多肆无忌惮和媚俗的动作戏，这种空洞的动作场面很难让周润发的首次美国公演留下深刻的印象”。
1999年上映的《再战边缘》，好莱坞名导奥利佛·斯
通坐镇，担当监制，但票房不见起色，周润发饰演的亦正亦邪的华人警官及电影中对于华人生活社区的描写，在当地华人中引起了争议。同年接下了二十世纪福克斯公司的A级文艺史诗巨制《安娜与国王》，欲与两届奥斯卡影后、好莱坞才女朱迪福斯特上演一场在文化差异、王权和特殊身份背景下的世纪恋情。周润发饰演的角色是泰国国王蒙空2000年上映的《卧虎藏龙》，使周润华在欧美名声大噪的经典之作。为他赢得更加广泛的知名度，也肯定了他在好莱坞发展的成功。同时也在国际上屡获殊荣，在奥斯卡上更是获得了十项提名，并获得四项大奖。周润发
本人，也因大侠李慕白一角，再次获邀担任奥斯卡颁奖嘉宾，拿到了第二樽亚美影视奖影帝奖座和法国杜维尔电影节的特别成就奖，再次成为《人物》杂志全球最性感明星，同时登上《时代周刊》和《娱乐周刊》的封面人物。
2003年《防弹武僧》上映，迎来诸多批评和质疑，认为是剧本糟蹋了他这样出色的演员。2005年，受金牌制片人杰瑞·布鲁克海默的盛情邀请，周润发参与拍摄了迪斯尼公司的魔幻巨制《加勒比海盗：世界尽头》，饰演新加坡海盗王邵峰，与约翰尼德普、奥兰多布鲁姆等国际巨星对戏。该片在2007年的上映中，其秃头疤脸式的海盗造型，曾引起了部分亚洲观众的争议。2003年获香港特区政府颁发银紫荆星章；同年，周润发奋斗经历入香港中学教材；2004年香港大学民意调查“2004香港娱乐圈大民调”港人最受欢迎演员之首。
周润发回想起在香港20年的演艺生涯，认为《英雄本色》是一个重要的关键，他说：“我在香港拍了七十部电影，只有英雄本色是一生难得遇上一次的好片。七十分之一的机会。我现在在美国一年只拍一部，就算拍二十年也只有二十部，而我可能再也碰不到另一个《英雄本色》。”
2006年，周润发终于选择了正式回归华语影坛。将参与吴宇森执导的古装巨制《赤壁》；开辟中国内地电影新时代的张艺谋，向他抛出了橄榄枝。
登录秀目号，与万千网友互动