En 1993, elle remporte la Palme d'or pour son film "La Leçon de piano". Elle est la première femme cinéaste de l'histoire du festival de Cannes à avoir reçu cette récompense.
Il acquiert une reconnaissance internationale avec son deuxième film "Memento" pour lequel il est nommé à l'Oscar du meilleur scénario original et rencontre un nouveau succès critique et commercial avec la trilogie "Dark Knight".
Ses films sont souvent des drames psychologiques avec des personnages imparfaits et désespérés. On lui doit "Boogie Nights", "Magnolia" ou "There Will Be Blood".