En el cine, debutó en Mulholland Drive (2001), a la que siguieron proyectos como The Ring (2002), la doblemente nominada a los Oscar 21 gramos (2003), King Kong (2005) o Lo imposible (2012), que le valió su segunda nominación al Óscar como mejor actriz.

Ha trabajado con directores como David Lynch, Peter Jackson, Woody Allen, Alejandro González Iñárritu, Gus Van Sant, James Ivory, Clint Eastwood y Juan Antonio Bayona.

Sobre su nacionalidad, Watts ha dicho: Una vez en Sídney, asistió a la high school de Mosman.

[cita requerida] Watts inició su carrera en series de televisión australianas (Home and Away, Brides of Christ y Hey Dad..!.).

[10]​[11]​[12]​[13]​[14]​ y en The Shaft, dirigida por el neerlandés Dick Maas, que obtuvo malas críticas.

En 2004 Watts tuvo un papel de apoyo en la película Extrañas coincidencias, donde actuó junto con la actriz Isla Fisher y Jude Law.

Poco después, produjo y protagonizó We don't live here anymore, que fue bien acogida por los críticos.

Más tarde y en 2005, tras pasar mucho tiempo rodando King Kong, finalmente llegó a los cines.

Dirigida por Peter Jackson, ha sido la película más comercial de Watts en toda su trayectoria cinematográfica.

Además, apareció en la película Movie 43, la cual cuenta con más 17 directores a cargo y que protagonizan, entre otros; Hugh Jackman, Gerard Butler, Kate Winslet, Liev Schreiber, Uma Thurman, Richard Gere y Kate Bosworth.

La película no tuvo apoyo del público y fue masacrada por la crítica especializada.

Ella empleó su fama para hacer ver a la gente las necesidades de las personas que padecen dicha enfermedad.