אלון אבוטבול הוא אחד השחקנים האהובים והפופולריים בקולנוע הישראלי. הוא החל להופיע בקולנוע בתחילת שנות ה-80, עם תפקידים בסרטים "הפנימייה" (יעוד לבנון, 1983) ו"בר 51" (עמוס גוטמן, 1986), בין היתר. בשנת 1986 חלה פריצתו הגדולה לתודעת הצופים, בזכות תפקידו כג'ורג'י בסרט "שתי אצבעות מצידון" בבימויו של אלי כהן, תפקיד שזיכה את אבוטבול בפרס השחקן הטוב ביותר בפסטיבל ירושלים. ב-1995 שיחק אבוטבול בסרטו של גור בנטביץ' "הכוכב הכחול", שבו שימש גם כאחד המפיקים. ב-1998 שיחק בסרטו הקצר של דובר קוסאשווילי "עם חוקים", שזכה בשורה של פרסים, בהם פרס חבר השופטים בפסטיבל מינכן לסרטי סטודנטים, הפרס השני בתחרות Cinéfondation בקאן ופרס וולג'ין לסרט הקצר הטוב ביותר. תפקידו של אבוטבול בסרט "האסונות של נינה" (שבי גביזון, 2003) זיכה אותו בפרס אופיר לשחקן המשנה הטוב ביותר.
בין הסרטים האחרים שבהם השתתף: "הקרב על הוועד" (אבי כהן, 1986), "פוטו רומן" (טל רון, 1987), "רחובות האתמול" (ג'אד נאמן, 1989), "אחד משלנו" (אורי ברבש, 1989), "לילסדה" (שמי זרחין, 1995), "אהבה ממבט שני" (מיכל בת־אדם, 1998), "מרס תורכי" (עודד דוידוף, 2001), "נודל" (איילת מנחמי, 2007), "שבעה" (רונית ושלומי אלקבץ, 2008), "גוף השקרים" (רידלי סקוט, 2008), "עלייתו של האביר האפל" (כריסטופר נולאן, 2012), "המטרה: לונדון" (בבאק נג'אפי, 2016), "קצפת ודובדבנים" (גור בנטביץ', 2019) ו"מחילה" (חנן סביון וגיא עמיר, 2019).
במקביל להופעותיו בקולנוע, אבוטבול שיחק גם בשורה של תיאטרונים מובילים – הבימה, תיאטרון חיפה ותיאטרון באר־שבע – ובסדרות טלוויזיה מוערכות ומצליחות. תפקידו בסדרה "שבתות וחגים" זיכה אותו בפרס האקדמיה לטלוויזיה לשחקן הראשי הטוב ביותר. בין שאר הסדרות שבהן השתתף: "מלנומה אהובתי", "אמא'לה", "אבדות ומציאות" ו"הרמון".