Sinema yönetmenliğindeki ilk uzun metraj denemesi senaryosunu Charlie Kaufmann'ın yazdığı Human Nature (2001) oldu. Daha sonra yine senaryosunu Charlie Kaufmann'ın yazdığı Eternal Sunshine of the Spotless Mind'ın (2003) ve senaryosunu kendi yazdığı The Science Of Sleep'in (2006) yönetmenliğini üstlendi.
Aynı zamanda birçok kısa filme imza atan ve Amd, Air France, Nike, Levi's, BMW gibi birçok şirketin reklam filmlerini çeken yönetmen, Be Kind Rewind ve Master Of Space And Time adlı uzun metrajlı film projeleri üzerinde çalışmaya devam etmektedir.