Ia pernah ikut berperan dalam film Interstellar (2014), Call Me by Your Name (2017), Beautiful Boy (2018), dan A Rainy Day in New York (2019).
Tahun 2021 ini, Chalamet akan menyapa penggemarnya dalam 3 film dan 1 film pendek. Adapun film tersebut adalah: The French Dispatch, Dune, dan Don’t Look Up.***