| 2025 | La tour de glace | Cristina / The Snow Queen | ★ 0.0 |
| 2024 | Notre-Dame de Paris : La Réouverture - La Grande Soirée | Self | ★ 0.0 |
| 2024 | Die Fotografin | Solange D'Ayen | ★ 7.1 |
| 2024 | Jane Birkin by Friends | Self | ★ 0.0 |
| 2024 | Honegger’s “Jeanne d’Arc au bûcher” with Alan Gilbert and Marion Cotillard | Jeanne d'Arc | ★ 0.0 |
| 2024 | Olympiques ! La France des Jeux | Narrator (voice) | ★ 7.7 |
| 2023 | Little Girl Blue | Carole Achache | ★ 6.2 |
| 2023 | Leonardo – der Erfinder | Louise de Savoy (voice) | ★ 6.3 |
| 2023 | Nicole Garcia, actrice-cinéaste | Elle-même | ★ 0.0 |
| 2023 | Asterix & Obelix im Reich der Mitte | Cléopâtre / Bibine | ★ 4.9 |
| 2023 | Une soirée avec Astérix et Obélix | Self - Actress | ★ 6.7 |
| 2023 | Vestige | Narrator (voice) | ★ 0.0 |
| 2022 | Rencontre(s) | Gabrielle Chanel (voice) | ★ 0.0 |
| 2022 | Bruder und Schwester | Alice Vuillard | ★ 4.9 |
| 2022 | Charlotte | Charlotte Salomon (voice) | ★ 6.6 |
| 2021 | La Vengeance au triple galop | Kim Randall | ★ 5.2 |
| 2021 | Baby Annette, à l'impossible ils sont tenus | Self | ★ 8.0 |
| 2021 | Annette | Ann Desfranoux | ★ 6.7 |
| 2020 | Die fantastische Reise des Dr. Dolittle | Tutu (voice) | ★ 6.6 |
| 2019 | Nous finirons ensemble | Marie | ★ 6.6 |
| 2018 | Jean Paul Gaultier : Freak & Chic | Self | ★ 6.4 |
| 2018 | Gueule d'ange | Marlène | ★ 6.3 |
| 2018 | Dans les yeux de Thomas Pesquet | Narrator (voice) | ★ 6.4 |
| 2017 | Ismael's Ghosts | Carlotta Bloom | ★ 5.6 |
| 2017 | Rock'n Roll | Marion Cotillard | ★ 5.2 |
| 2016 | Assassin's Creed | Dr. Sophia Rikkin | ★ 5.4 |
| 2016 | Die Frau im Mond - Erinnerung an die Liebe | Gabrielle | ★ 6.6 |
| 2016 | Einfach das Ende der Welt | Catherine | ★ 7.2 |
| 2016 | Xavier Dolan: à l'impossible je suis tenu | Self | ★ 6.0 |
| 2016 | Allied - Vertraute Fremde | Marianne Beauséjour | ★ 6.8 |
| 2015 | La jeune fille et les Typhons | Herself | ★ 0.0 |
| 2015 | April und die außergewöhnliche Welt | Avril (voice) | ★ 7.0 |
| 2015 | Macbeth | Lady Macbeth | ★ 6.5 |
| 2015 | Unity | Narrator (voice) | ★ 7.5 |
| 2015 | Der kleine Prinz | The Rose (voice) | ★ 7.6 |
| 2015 | Dior und ich | self | ★ 7.3 |
| 2014 | Comedy Central's All-Star Non-Denominational Christmas Special | Self | ★ 4.0 |
| 2014 | La Soirée anniversaire des 30 ans de Canal+ | Self | ★ 0.0 |
| 2014 | Zwei Tage, eine Nacht | Sandra | ★ 6.9 |
| 2014 | Im Land der Bären | Herself - Narrator | ★ 7.5 |
| 2014 | And the Oscar Goes To... | Self (archive footage) | ★ 7.0 |
| 2013 | Anchorman - Die Legende kehrt zurück | Canadian News Anchor | ★ 6.1 |
| 2013 | The Immigrant | Ewa Cybulska | ★ 6.3 |
| 2013 | The Fire Rises: The Creation and Impact of The Dark Knight Trilogy | Self (archive footage) | ★ 6.8 |
| 2013 | Mademoiselle C | Self | ★ 5.8 |
| 2013 | Blood Ties | Monica | ★ 6.1 |
| 2013 | Le Débarquement | Nathalie the Bear | ★ 5.1 |
| 2012 | Wide-Awake | The Gardener | ★ 5.8 |
| 2012 | Ending the Knight | Self | ★ 7.2 |
| 2012 | Jeanne d'Arc au bûcher | Jeanne d'Arc | ★ 8.0 |
| 2012 | Un melo trash: sur le tournage du film “De rouille et d’os” de Jacques Audiard | Self | ★ 10.0 |
| 2012 | The Dark Knight Rises | Miranda | ★ 7.8 |
| 2012 | Der Geschmack von Rost und Knochen | Stéphanie | ★ 7.2 |
| 2011 | Contagion | Leonora Orantes | ★ 6.6 |
| 2011 | Midnight in Paris | Adriana | ★ 7.5 |
| 2010 | Lady Grey London | Lady Grey | ★ 7.0 |
| 2010 | Kleine wahre Lügen | Marie | ★ 7.1 |
| 2010 | Inception | Mal Cobb | ★ 8.4 |
| 2010 | Congo: Des forêts en sursis | Self | ★ 0.0 |
| 2009 | Nine | Luisa Contini | ★ 5.5 |
| 2009 | Michael Mann: Making 'Public Enemies' | Self | ★ 7.0 |
| 2009 | The Last Flight | Marie Vallières de Beaumont | ★ 5.0 |
| 2009 | Public Enemies | Billie Frechette | ★ 6.7 |
| 2009 | OceanWorld 3D | Sea Turtle (voice) | ★ 6.0 |
| 2008 | Mon Clown | Self | ★ 7.0 |
| 2007 | La Vie en Rose | Edith Piaf | ★ 7.4 |
| 2006 | Ein gutes Jahr | Fanny Chenal | ★ 6.7 |
| 2006 | Fair Play - Spiel ohne Regeln | Nicole | ★ 5.6 |
| 2006 | Dikkenek | Nadine | ★ 6.7 |
| 2006 | Du und ich | Lena | ★ 5.4 |
| 2006 | Sauf le respect que je vous dois | Lisa | ★ 5.8 |
| 2005 | Mary | Gretchen Mol | ★ 5.7 |
| 2005 | Black Box | Isabelle/Alice | ★ 5.5 |
| 2005 | Edy | Céline / La chanteuse du rêve | ★ 5.5 |
| 2005 | Love is in the Air | Alice | ★ 6.5 |
| 2005 | Cavalcade | Alyzée | ★ 4.8 |
| 2005 | Une année au front : dans les coulisses de "Un long dimanche de fiançailles" | elle-même | ★ 0.0 |
| 2005 | Innocence | Mademoiselle Eva | ★ 6.5 |
| 2004 | Mathilde - Eine große Liebe | Tina Lombardi | ★ 7.3 |
| 2003 | Big Fish - Der Zauber, der ein Leben zur Legende macht | Josephine | ★ 7.8 |
| 2003 | Liebe mich wenn du dich traust | Sophie Kowalsky | ★ 7.2 |
| 2003 | Taxi 3 | Lilly Bertineau | ★ 5.7 |
| 2002 | Un jour dans la vie du cinéma français | Self | ★ 0.0 |
| 2002 | Eine ganz private Affäre | Clarisse Entoven | ★ 5.6 |
| 2002 | Boomer | Mme Boomer | ★ 0.0 |
| 2001 | Les jolies choses | Marie / Lucie | ★ 5.1 |
| 2001 | Flucht durch Nizza | Florence Lacaze | ★ 5.2 |
| 2001 | Lisa | Lisa (young) | ★ 3.8 |
| 2001 | Heureuse | La virtuelle de 35kg | ★ 0.0 |
| 2000 | Taxi Taxi | Lilly Bertineau | ★ 6.2 |
| 2000 | Quelques jours de trop | | ★ 0.0 |
| 1999 | Du bleu jusqu'en Amérique | Solange | ★ 6.3 |
| 1999 | L'appel de la cave | Rachel | ★ 0.0 |
| 1999 | Furia | Elia | ★ 5.5 |
| 1998 | La surface de réparation | Stella | ★ 0.0 |
| 1998 | La guerre dans le Haut Pays | Julie Bonzon | ★ 4.2 |
| 1998 | Interdit de vieillir | Abigail Dougnac | ★ 0.0 |
| 1998 | Homo Cinematographicus | Self | ★ 0.0 |
| 1998 | Taxi | Lilly Bertineau | ★ 6.7 |
| 1997 | Keo | | ★ 0.0 |
| 1997 | L'@mour est à réinventer | Laurence | ★ 5.0 |
| 1997 | La sentence | | ★ 0.0 |
| 1997 | Affaire classée | Nathalie | ★ 0.0 |
| 1996 | La mouette | Laurence | ★ 5.5 |
| 1996 | Besuch vom andern Stern | Macha | ★ 7.2 |
| 1996 | Chloe | Chloé | ★ 5.6 |
| 1996 | Ich und meine Liebe | Student | ★ 6.5 |
| 1996 | Insalata Mista | Juliette | ★ 0.0 |
| 1995 | Snuff Movie | | ★ 8.0 |
| 1994 | L'histoire du garçon qui voulait qu'on l'embrasse | Mathilde | ★ 3.0 |
| 1983 | Lucie | | ★ 0.0 |
| 1982 | Le monde des tout-petits | Marion | ★ 0.0 |
| Roma elastica | | ★ 0.0 |
| Broadsword | | ★ 0.0 |
| Karma | | ★ 0.0 |
