Aunque su carrera principalmente se ha desarrollado en España, ha trabajado con directores internacionales como Alfonso Cuarón, Guillermo del Toro y Francis Ford Coppola.En el ámbito internacional, destacó su papel protagonista en Y tu mamá también, de Alfonso Cuarón, a la que seguiría El laberinto del fauno, de Guillermo del Toro.El actor, productor y director Ben Affleck quiso contar con Verdú para el papel de Elektra en Daredevil (2003) después de verla en Y tu mamá también, pero ella rechazó el papel.[10] Ha participado y protagonizado película como Fin (2012) de Jorge Torregrossa;[11] 15 años y un día (2013), nuevamente con Gracia Querejeta;[12] Sin hijos (2015), dirigida por Ariel Winograd;[13] Felices 140 (2015), también dirigida por Querejeta;[14] Abracadabra (2017), en su segundo largometraje dirigido por Pablo Berger;[15] Ola de crímenes, para Telecinco Cinema y con dirección de Querejeta;[16] y El doble más quince, de Mikel Rueda;[17] entre otras.[19] En 2023 participó en diversos largometrajes, entre ellos, Uno para todos, un thriller donde varios desconocidos son encerrados en un lugar para matarse entre ellos.[20] Ese año también se anunció su fichaje por la serie española Élite en su séptima temporada.[21] Maribel Verdú ha sido nominada al Goya en once ocasiones, batiendo, con ello, récords en la historia de estos premios.El año siguiente repetiría nominación por la película Tetro de Francis Ford Coppola.En 2017 es nuevamente nominada como mejor actriz protagonista por su trabajo en la película Abracadabra, de Pablo Berger.[22][23][24] En octubre de 2019, fue galardonada con el Premio Máquina del Tiempo en Sitges por su prolífica trayectoria cinematográfica.