Első filmje, a Párbeszéd 1954-ben készült. Az 1961-ben bemutatott Cléo 5-től 7-ig című filmjével lett világhírű. A hatvanas években dokumentumfilmeket készitett, egyre inkább foglalkoztatták a női témák, női szerepek, a nők helyzete a társadalomban. Sem fedél, sem törvény című filmjével a velencei filmfesztiválon elnyerte az Arany Oroszlánt.
Néhány további filmje:
Boldogság (1965)
Teremtmények (1966)
Az egyik énekel, a másik nem (1977)
101 éjszaka (1995)
Kukázók (2000)
