Lithgow es conocido principalmente por su actuación como Dick Solomon en la serie de televisión "3rd Rock from the Sun". Tiene una larga y exitosa trayectoria tanto en el teatro como en el cine, la televisión y la radio. Ha conquistado varios Premios Emmy, varios Premios Tony y un Globo de Oro, además de estar nominado en dos ocasiones a los Premios Oscar.
Tiene un Bachelor’s en Artes de la Universidad de Harvard, claustro de enseñanza de donde se graduó magna cum laude en 1967. Durante su estancia en esta prestigiosa universidad vivió en el mismo lugar que el exvicepresidente Al Gore y el actor Tommy Lee Jones.
Además de todo lo anterior, Lithgow es un pastor registrado del Rose Ministries e incluso fue el encargado de oficiar el matrimonio de su hija.