Карьера будущей знаменитости началась в 1981-м с театральной сцены. Впервые на экранах он появился в 1984-м в комедии «Совершенно секретно!».
Популярность пришла к Вэлу после роли лейтенанта Тома «Айсмэна» Казански в фильме «Топ Ган». В 1991-м Килмер сыграл рок-музыканта Джима Моррисона в биографической ленте Оливера Стоуна «Дорз». В 1995-м он перевоплотился в Бэтмена в фильме «Бэтмен навсегда», получив за эту роль свой первый крупный гонорар в размере 7 миллионов долларов.
Дочь артиста Мерседес Килмер раскрыла причину кончины отца. В последние десять лет он боролся с тяжелым недугом.
Кадр из фильма «Бэтмен навсегда»
Вэл уже несколько лет не снимался в кино из-за неважного самочувствия. Свободное время он прводил за любимым занятием — изготавливал принты.