 | Les Barbares (2024) |
 | The Lesson (2023) als Hélène Sinclair |
 | Godard seul le cinéma (2023) als Self |
 | Daniel Brühl – Der Reiz des Bösen (2023) als Self - Actress |
 | Gadające głowy 2021 (2021) als Self |
 | Before the End (2020) als Herself / Céline |
 | My Zoe (2019) als Isabelle Perrault |
 | Be Natural: The Untold Story of Alice Guy-Blaché (2018) als Self |
 | Burning Shadow (2018) als Mrs. Looper |
 | The Bachelors (2017) als Carine Roussel |
 | The Space in Between (2017) als Herself |
 | After Before (2017) als Self |
 | Richard Linklater: Dream Is Destiny (2016) als Self |
 | Wiener-Dog (2016) als Dina |
 | The 4%: Film's Gender Problem (2016) als Self |
 | Lolo (2015) als Violette |
 | Avengers: Age of Ultron (2015) als Madame B |
 | 21 Years: Richard Linklater (2014) als Self - Actress |
| | Cinéast(e)s (2013) als Self |
 | Before Midnight (2013) als Céline |
 | 2 Days in New York (2012) als Marion |
 | Le Skylab (2011) als Anna |
 | The Countess (2009) als Erzsébet Báthory |
 | 2 Days in Paris (2007) als Marion |
 | The Air I Breathe (2007) als Gina |
 | The Hoax (2006) als Nina Van Pallandt |
 | The Legend of Lucy Keyes (2006) als Jeanne Cooley |
 | Guilty Hearts (2006) als Charlotte |
 | Broken Flowers (2005) als Sherry |
 | Before Sunset (2004) als Céline |
 | Looking for Jimmy (2002) als Al |
 | Beginner's Luck (2002) als Anya |
 | Intimate Affairs (2002) als Chloe |
 | CinéMagique (2002) als Marguerite |
 | Villa Des Roses (2002) als Louise Creteur |
 | Sand (2002) als Lill |
 | Waking Life (2001) als Celine |
 | MacArthur Park (2001) als Wendy |
 | But I'm a Cheerleader (2000) als Lipstick Lesbian |
 | L.A. Without a Map (1999) als Julie |
 | The Passion of Ayn Rand (1999) als Barbara Branden |
 | Histoire(s) du cinéma 3b : une vague nouvelle (1998) |
 | Crime and Punishment (1998) als Sonia Marmeladova |
 | The Treat (1998) als Francesca |
 | Peter Beard: Scrapbooks from Africa and Beyond (1998) |
 | Les mille merveilles de l'univers (1997) als Eva Purpur |
 | An American Werewolf in Paris (1997) als Serafine Pigot |
 | Histoire(s) du cinéma 2a : seul le cinéma (1997) als Girl |
 | Histoire(s) du cinéma 2b : fatale beauté (1997) als Self - Narrator (voice) |
 | Tykho Moon (1996) als Lena |
 | Before Sunrise (1995) als Céline |
 | Trois couleurs : Rouge (1994) als Dominique |
 | Trois couleurs : Blanc (1994) als Dominique |
 | Sunny Side Up (1994) als Julie Delpy |
 | The Three Musketeers (1993) als Constance |
 | Younger and Younger (1993) als Melodie |
 | Killing Zoe (1993) als Zoe |
 | Trois couleurs : Bleu (1993) als Dominique |
 | Warszawa. Année 5703 (1992) als Fryda |
 | Homo Faber (1991) als Sabeth |
 | Europa Europa (1990) als Leni |
| | Histoire(s) du cinéma 1b : une histoire seule (1989) als Self - Narrator (voice) |
 | Histoire(s) du cinéma 1a : toutes les histoires (1989) als Self - Narrator (voice) |
 | La noche oscura (1989) |
 | L'Autre nuit (1988) als Marie |
 | La Passion Béatrice (1987) als Béatrice de Cortemart |
 | King Lear (1987) als Virginia |
 | Mauvais Sang (1986) als Lise |
 | Couple (1986) als Self |
 | L'Amour ou presque (1985) als Mélie |
 | Détective (1985) als Wise Young Girl |
| | Cinématon XXXVIII (1984) als N°376 |
| | Cinématon (1978) als N°376 |
| | Guerres civiles en France (1978) als (segment "La semaine sanglante") |
| | Histoire(s) du cinéma als Herself |
| | On The Set of Before Sunset als Celine / Self |
| | Les Barbares Director |
| | Les Barbares Screenplay |
| | My Zoe Director |
| | My Zoe Writer |
| | My Zoe Producer |
| | Lolo Director |
| | Lolo Writer |
 | Making a Scene Writer |
| | Before Midnight Writer |
| | 2 Days in New York Director |
| | 2 Days in New York Screenplay |
| | 2 Days in New York Original Music Composer |
| | Le Skylab Director |
| | Le Skylab Screenplay |
| | The Countess Director |
| | The Countess Screenplay |
| | The Countess Original Music Composer |
| | 2 Days in Paris Director |
| | 2 Days in Paris Screenplay |
| | 2 Days in Paris Music |
| | 2 Days in Paris Editor |
| | 2 Days in Paris Producer |
| | Before Sunset Screenplay |
| | Looking for Jimmy Director |
| | Looking for Jimmy Writer |
| | Looking for Jimmy Producer |
| | Looking for Jimmy Editor |
 | A Dazzling Display of Splendor Writer |
| | A Dazzling Display of Splendor Director |