1971 spielte er in der WesternserieNichols erstmals an der Seite von James Garner, diese wurde allerdings nach nur einer Staffel eingestellt. International bekannt wurde er durch seine mit zwei Emmy-Awards ausgezeichnete Darstellung des Angel Martin in der Serie Detektiv Rockford – Anruf genügt, die er zwischen 1974 und 1980 spielte und in der erneut Garner die Hauptrolle spielte. Anschließend spielte er mit Garner in der Serie Bret Maverick, einer Neuauflage der erfolgreichen Westernserie von 1957. Diese konnte jedoch den Erfolg nicht wiederholen und wurde nach nur einer Staffel eingestellt.
Er war in den fünf Jahrzehnten seiner Karriere Gaststar in verschiedenen Serien, von Verliebt in eine Hexe über M*A*S*H, Magnum und 30 Rock. Zwischen 1994 und 1999 wiederholte er an der Seite von James Garner die Rolle des Angel Martin in acht Fernsehfilm-Fortsetzungen der Serie Detektiv Rockford – Anruf genügt. Von 2002 bis 2004 hatte er in der kanadischen Serie Tom Stone eine wiederkehrende Rolle. Sein schauspielerisches Schaffen für Film und Fernsehen umfasst rund 120 Produktionen.
Margolin arbeitete bereits seit Mitte der 1970er Jahre als Regisseur, zunächst inszenierte er Episoden von Fernsehserien, an denen er zum Teil auch als Schauspieler beteiligt war, darunter Detektiv Rockford – Anruf genügt und Bret Maverick. Mitte der 1990er Jahre drehte er zwei Filme mit den Olsen-Zwillingen. 1996 erhielt er für den Kinderfilm Ein Elch namens Charlie den DGA-Award, nachdem er bereits 1992 für die Regie einer Folge von Ausgerechnet Alaska erstmals für den Preis nominiert worden war. Für die Fernsehproduktion Das schönste Geschenk war er als Regisseur sowohl für einen Emmy- wie auch ein weiteres Mal für einen DGA-Award nominiert. Als Regisseur war er an mehr als 50 Produktionen beteiligt, zuletzt inszenierte er 2010 eine Folge der Serie The Bridge.
Margolin war verheiratet und der Stiefvater des Schauspielers Max Martini. Er war, anders als häufig angegeben, nicht mit der Schauspielerin Janet Margolin verwandt.[2]
