Casper Van Diens Durchbruch war die Hauptrolle in Paul Verhoevens Science-Fiction-Film Starship Troopers (1997). Noch immer einer der meistdiskutierten Filme von 1997, der eine der größten Kult-Anhängerschaften der Filmgeschichte hat. Er war auch in Tim Burtons von der Kritik gefeierten Film Sleepy Hollow (1999) als Brom Bones zu sehen. Er war der 20. Tarzan und der einzige, der jemals in Afrika drehte und in dem Warner-Bros.-Film Tarzan and the Lost City (1998) auf einem afrikanischen Elefanten ritt.

Weitere Filmauftritte umfassen The Pact (2012), der beim Sundance gut aufgenommen wurde. Casper spielte einen heruntergekommenen alkoholkranken Detektiv an der Seite von Caity Lotz. Ein postapokalyptischer Überlebender in Beyond The Wave (2015), der vollständig in China gedreht wurde. An der Seite von Sean Maher als Teil einer Zweimann-Crew auf einer Mission zum Ende des Universums in dem viel erwarteten Independent-Film ISRA 88 (2016). Zu seinen Fernsehauftritten gehören "MONK" (2008), in dem er im Staffelfinale einen Navy-Arzt spielte, und "Beverly Hills, 90210" (1994).

Sein jüngster Erfolg war hinter der Kamera als Regisseur. Er hat drei Filme inszeniert, in denen er auch die Hauptrolle spielte. Sein zweiter Film Patient Killer gewann Preise für den besten Film und die beste Regie und wurde von Lifetime gekauft und ausgestrahlt.