Édesanyja Alice Tucker Atkinson, tájkép-festő és angol származású. Édesapja George Chychele Waterston, nyelvtanár, skót származású. Három testvére van Roberta, George és Ellen. A Brooks School-ba kezdte tanulmányait, ahol apja is tanított, majd a Groton School-ba járt. Ezután a Yale University-re került ösztöndíjjal, ahol Bachelor of Arts fokozatú diplomát szerzett 1962-ben.

A következő néhány hónapban a Clinton Playhouse tagja volt, majd az Actors Workshop-é. 1964-ben feleségül vette Barbara Rutledge-t, akivel egy gyermekük született James, majd 1975-ben elváltak. 1976 óta Lynn Louisa Woodruff férje, akivel három gyermekük született, Elisabeth, Katherine és Graham.

Filmes karrierjét 1965-ben kezdte a Dr. Kildare 2 részében. Színészi éveiben olyan alkotásokban csillogtatta meg tudását, mint a Much Ado About Nothing, a The Glass Menagerie, A nagy Gatsby, az Ipi-apacs, A mennyország kapuja, a Dempsey, a Gyilkos mezők, a Hannah és nővérei, a Titkos gyilkos mama és az Anesthesia.

Ezenkivül 1994-ben ráosztották Jack McCoy karakterének megformálását az Esküdt ellenségek 368 epizódjában 2010-ig, valamint közreműködött az I'll Fly Away 38, a Híradósok 25 és a Grace and Frankie eddig 40 részében.