1986年，蒂尔达·斯文顿因与卡拉瓦乔画中的女性神似，而被英国导演德里克·贾曼选中出演剧情片《卡拉瓦乔》。1988年，出演剧情片《英伦末日》。1989年，在战争电影《安魂曲》中饰演Nurse  。

1990年，在剧情影片《花园》中饰演麦当娜。1991年，她凭借剧情片《爱德华二世》，获得了威尼斯电影节沃尔皮杯最佳女主角奖  。1992年，主演由莎莉·波特执导的剧情电影《美丽佳人欧兰朵》，在片中饰演一位在中世纪受到女王宠幸的不老贵族奥兰朵，她则凭借该片获得塞萨洛尼基国际电影节最佳女演员  。

1993年，凭借电影《美丽佳人欧兰朵》，获得第37届意大利大卫奖最佳外国女演员、第6届欧洲电影奖最佳女演员的提名；同年，出演传记片《维特根斯坦》  。1995年，她在伦敦蛇形画廊开创了现场表演、装置艺术展览品的先河，她将自己装扮为一件表演艺术品，躺在玻璃容器里静止不动或熟睡，供公众参观。1996年，被命名为“也许”的表演再次登陆罗马的巴科拉古博物馆  。1997年，出演奇幻电影《超录感情爱》，在片中饰演洛夫莱斯伯爵夫人。

2000年，在剧情片《海滩》中饰演Sal  。2001年，出演悬疑电影《欲劫迷离》，她则凭借该片获得金球奖最佳女演员的提名；同年，出演科幻悬疑电影《香草的天空》  。

2002年，出演喜剧片《改编剧本》，她在片中饰演Valerie Thomas；同年，凭借电影《暗夜摇篮曲》，获得第59届金球奖电影类剧情类最佳女主角的提名。2003年，出演英国惊悚片《屠杀报告》，在片中饰演Annemarie Livi；同年，出演惊悚电影《少年亚当》，在片中饰演Ella Gault，她则凭借该角色获得英国独立电影奖最佳女演员的提名；同年，出演剧情片《亡情水》。2004年，应邀担任戛纳国际电影节评委  。

2005年，与基努·李维斯合作出演改编自同名漫画的恐怖电影《地狱神探》，在片中饰演花样百出的大天使加百利；同年，出演剧情片《吮拇指的人》，她则凭借该片获得国际电影节最佳女演员  ；12月，出演奇幻片《纳尼亚传奇：狮子、女巫和魔衣柜》  。

2006年，凭借电影《纳尼亚传奇》，获得第15届MTV电影奖最佳反派奖、第32届土星奖最佳女主角的提名。

2007年，出演惊悚动作片《迈克尔·克莱顿》，在片中饰演不苟言笑、非常冷酷的法律顾问凯伦·克劳德，她则凭借该片获得第80届奥斯卡金像奖最佳女配角奖  ；2月，参演奇幻片《纳尼亚传奇：凯斯宾王子》  。

2008年，与布拉德·皮特、凯特·布兰切特等合作出演奇幻爱情片《本杰明·巴顿奇事》  ；同年，出演科恩兄弟执导的喜剧片《阅后即焚》，在片中饰演中情局特工奥斯伯恩·考克斯的妻子凯蒂·考克斯  ，并凭借该角色获得了第62届英国电影和电视艺术学院奖-最佳女配角提名。

2009年，担任第59届柏林国际电影节评委会主席  ；同年，制作及出演了剧情影片《我是爱》，她则凭借该片获得了第15届圣地亚哥影评人协会奖最佳女主角的提名  。2010年，出演系列奇幻片《纳尼亚传奇：黎明踏浪号》  。

2011年，制作及主演了惊悚影片《我们需要谈谈凯文》，并凭借饰演伊娃一角获得第24届欧洲电影奖-最佳女演员；同年，出演由乌尔莱克·奥汀格执导的恐怖片《血腥玛丽》，在片中饰演匈牙利臭名昭彰的“嗜血女伯爵”伊丽莎白·巴托丽  。

2012年，凭借惊悚片《我们需要谈谈凯文》获得第69届金球奖-剧情类最佳女主角提名；第65届英国电影和电视艺术学院奖-最佳女主角提名；同年，凭借爱情片《月亮升起之王国》，获得第22届哥谭独立电影奖最佳群戏的提名  。

2013年3月，蒂尔达·斯文顿在纽约现代艺术馆，以“睡姿”躺在一个透明的玻璃盒子中任游客参观，而这件名为“The Maybe”的艺术品迎来了众多游客的围观  ；同年，出演改编自法国同名漫画的科幻电影《雪国列车》，在片中饰演列车头等舱的代表人物曼森  。

2014年，在韦斯·安德森自编自导的悬疑电影《布达佩斯大饭店》中饰演84岁高龄的D夫人，她则凭借该角色获得了第13届华盛顿影评人协会奖最佳群戏的提名  。

2015年，制作及出演冒险片《玉子》  ；同年，凭借爱情恐怖片《唯爱永生》中的伊娃一角，获得第30届美国独立精神奖最佳女主角的提名  ；11月，在科幻动作电影《奇异博士》中饰演奇异博士的师父，神秘的赛尔提克人古一  。

2016年2月，作为嘉宾出席了第66届柏林国际电影节  ；2月，与乔什·布洛林、乔治·克鲁尼等联袂主演喜剧片《凯撒万岁》，在片中饰演双胞胎八卦作家  。

2018年，为动画电影《犬之岛》中的“先知”配音  ；3月，出演由阿彼察邦·韦拉斯哈古执导的剧情电影《记忆》  ；9月1日，与达科塔·约翰逊合作主演的恐怖电影《阴风阵阵》在威尼斯电影节首映  ；同年，与伊德瑞斯·艾尔巴合作主演由乔治·米勒执导的爱情电影《三千年的思念》  ；10月，出演科幻动作电影《复仇者联盟4：终局之战》  。

2019年，与汤姆·伯克合作出演的爱情电影《纪念品》在圣丹斯电影节首映  ；5月14日，与亚当·德赖弗合作出演由吉姆·贾木许执导的恐怖喜剧电影《丧尸未逝》在戛纳国际电影节首映  ；同年，出演由阿尔曼多·伊安努奇执导的英国喜剧电影《大卫·科波菲尔的个人史》在多伦多国际电影节首映  ；11月，担任第18届马拉喀什国际电影节评委会主席  。

2021年10月22日，出演由韦斯·安德森执导的剧情电影《法兰西特派》在美国上映   。