Coltrane begann seine Schauspielkarriere 1978, als er in dem Stück The Slab Boys am Traverse Theatre in Edinburgh mitspielte. Im folgenden Jahr wechselte er zum Fernsehbildschirm und hatte eine kleine Rolle in der Serie Play for Today und 1980 spielte er eine weitere kleine Rolle in dem Film Flash Gordon.
1983 begann seine Karriere, als er in den Filmen Ghost Dance und Krull mitspielte. Später spielte er in Filmen wie Caravaggio, Eat The Rich, Henry V und The Pope Must Die mit.
In den 1990er Jahren spielte er in den James-Bond-Filmen Goldeneye und Die Welt ist nicht genug den Mafioso und Partner des Protagonisten Valentin Zukovsky. Die Produzenten der Filmreihe erinnern sich gerne an Coltrane.
2001 bekam er dann die Rolle des Rubeus Hagrid in dem Film über Harry Potter und der Stein der Weisen. Das Publikum verliebte sich sofort in den mysteriösen Halbtroll, den er spielte, und er wurde einer der beliebtesten Schauspieler der britischen Inseln.
Zwischen 2002 und 2011 spielte er Hagrid in sieben weiteren Filmen. 2014 spielte er in dem Film Effie Gray mit, was seine letzte Rolle auf der großen Leinwand war.
Vor einigen Jahren war berichtet worden, dass Coltrane mit ernsthaften gesundheitlichen Problemen zu kämpfen hatte. Er hatte Arthrose, die sich im Laufe der Jahre verschlimmerte, und hatte deswegen große Schmerzen. Tatsächlich waren die Schmerzen so groß, dass Coltrane in den letzten Jahren seines Lebens fast den ganzen Tag im Rollstuhl saß.
Coltrane hinterlässt zwei Kinder. Er hatte sie beide mit seiner Ex-Frau Rhona Gemmel. Sie heirateten 1999, ließen sich jedoch 2003 scheiden.