МакТавиш сыграл Уордена Акермана в фантастическом сериале «Красный карлик» . Это персонаж появляется в пяти эпизодах восьмого сезона. Актер исполнил множество ролей второго плана в британских многосерийных и полнометражных фильмах. Его можно увидеть в сериалах «Катастрофа», «Джекилл», «Чисто английское убийство», «Таггерт» и «Возвращение на остров сокровищ».
В военном экшне «Рэмбо IV» с Сильвестром Сталлоне шотландцу выделили роль раздражительного командира наемников Льюиса. В культовом сериале «Остаться в живых» Грэм появился в образе сержанта-инструктора по строевой подготовке в четвертом сезоне, в пятом эпизоде под названием «Константа».
МакТавиш сыграл таможенного инспектора в комедии «Али Джи в парламенте» и русского пирата Алексея в сериале «Морская полиция: Спецотдел». В четвертом эпизоде четвертого сезона сериала «Побег» актер исполнил роль Фергюсона. В криминальной драме Джесси Джонсона «Хулиганы 2» МакТавиш преобразился в Большого Марка Тернера.
Грэм подарил свой голос и помог «ожить» злостному психопату, сербскому военному преступнику Зорану Лазаревичу в консольной игре «Uncharted 2: Among Thieves». Он озвучил главного протагониста Данте Алигьери в видеоигре «Dante's Inferno» («Ад Данте»), командира Люциуса в видеоигре «Shadow Complex» и десептикона Тандеркрэкера (Громовержца) в компьютерной игре «Transformers: War for Cybertron.
В восьмом сезоне сериала «24 часа» МакТавиш отвечал за роль министра иностранных дел России Михаила Новаковича. Он озвучил злодея Локи в мультсериалах «Халк против...» и «Мстители: Величайшие герои Земли». МакТавиш также участвовал в озвучивании видеоигры «Infamous 2», антагониста Джозефа Бертранда III; и голосом актера говорит английский охотник за сокровищами Чарли Каттер в консольной игре «Uncharted 3: Drake»s Deception».
МакТавиш был приглашен на съемки фильма ужасов «Плетеное дерево», где ему выделили роль сэра Лаклана Мориссона. Эта картина 2011-го стала продолжением фильма «Плетеный человек» 1973-го. Наибольшую известность актер получил за исполнение роли Двалина в фильмах «Хоббит: Нежданное путешествие», «Хоббит: Пустошь Смауга» и «Хоббит: Битва пяти воинств».
В сентябре 2013-го появилась информация о том, что МакТавиш утвержден на роль Дугала МакКензи в сериале «Чужестранка» американского кабельного канала Starz. В основу сериала были положены бестселлеры писательницы Дианы Гэблдон. Премьерный показ прошел 9 августа 2014-го и тут же породил восторженные отзывы рядовых зрителей и придирчивых критиков.
На октябрь 2015-но намечен релиз триллера Крэйга Гиллеспи «Самые приятные часы» с Крисом Пайном в главной роли. В актерском ансамбле картины обозначено имя Грэма МакТавиша. Также он появится в готовящемся к съемкам вестерне «Украденный» режиссера Найэлла Джонсона.