Xuất thân từ gia đình thuộc giai cấp công nhân, Tikhonov ra mắt làng điện ảnh với vai một người chống phát xít trong The Young Guard (1948) và vai chính đầu tiên của ông là nhân vật người lái máy kéo trong It Happened In Penkovo (1958). Nhân vật Andrei Bolkonsky trong phim chiến tranh và hòa bình (1965) do đạo diễn Sergei Bondarchuk dàn dựng từ tiểu thuyết cùng tên của Lev Tolstoi đánh dấu lần đầu tiên Tikhonov được hóa thân vào một vai đầy tinh tế mà sau này đã trở thành sở trường của ông. chiến tranh và hòa bình đã đoạt giải Oscar 1969 Phim tiếng nước ngoài xuất sắc nhất. Song ở Nga, Tikhonov nổi tiếng nhất với vai một điệp viên Xô Viết hoạt động bí mật ở Đức thời Thế chiến II trong phim truyền hình 17 khoảnh khắc mùa Xuân. Sau này ông còn tạo dấu ấn khi thủ vai một giáo sư có tuổi trong phim đoạt giải Oscar Burnt By The Sun (1994) của đạo diễn Nikita Mikhalkov.