Costello se trasladó a Hollywood a principios de los años treinta y tras desempeñar diferentes oficios fue contratado por la compañía Metro-Goldwyn-Mayer para trabajar como especialista, llegando a ser el doble de Tim McCoy.
Después de trabajar como doble en sesenta películas, Cristillo empezó a engordar, por lo que perdió el empleo en la Metro-Goldwyn-Mayer. Decidido a cambiar de rumbo, cambió su nombre por el de Lou Costello, iniciando su carrera como cómico en el music hall hasta encontrarse con Bud Abbott en 1936.
Formó junto a Bud Abbott el dúo cómico Abbott y Costello, una de las más famosas parejas de la comedia de Hollywood, donde él era el alma de dicha pareja interpretando a un gordito miedoso y algo ridículo que no cesaba en ser utilizado por su contrafigura. Tuvo una enorme popularidad en Estados Unidos y también en Latinoamérica. En España, aun gozando de gran éxito, nunca alcanzó los gustos mayoritarios del público. La peculiar dupla que conformara con Bud Abbott dio lugar a contrapartidas como la del dúo protagonizado posteriormente por Jerry Lewis (Joseph Levitch) y Dean Martin.
Tras su separación de Bud Abbott, inició su carrera en solitario demostrando aptitudes dramáticas; pero en esta nueva faceta solo pudo rodar un filme porque la muerte le sorprendió súbitamente el 3 de marzo de 1959, falleciendo por una crisis cardíaca pocos días después de finalizado el rodaje.
