Nolan és a film közötti szoros barátság viszonylag hamar megköttetett, ugyanis a rendező már hétéves korában kísérletezgetni kezdett az apja kamerájával. Eleinte játékfigurák és makettek voltak a rövidfilmjei főszereplői, melyeket legtöbbször stop motion technikával színesített, később pedig már a rendező öccse vette át a játékfigurák helyét. Legelsőként 1989-ben került a nyilvánosság elé egy rövidfilmje Tarantella címmel, ezt követően 1996-ban a Larceny című alkotásával indult a cannes-i filmfesztiválon.
Első nagyjátékfilmje Following címjelzéssel látott napvilágot 1998-ban, amelynek stáblistáján a legtöbb helyen szinte csak az ő neve látható, hiszen ő írta, rendezte, valamint vágta – ahogyan ez a későbbiek folyamán sem sokat változott. Mondhatni amatőr stábbal forgatott, hiszen saját zsebből finanszírozta az egészet, így, hogy elkerüljön mindenféle esetleges gikszert, mindent gondosan kitervelt, a jeleneteket többször is elpróbáltatta a színészekkel az éles felvétel előtt, hogy a lehető legtöbbet spóroljon a filmtekercsekkel. Több nemzetközi filmfesztiválon indult az alkotásával, amelyek többségén sikerült díjat bezsebelnie, a hirtelen jött sikerrel pedig magára vonta a szakma és a közönség figyelmét, ez pedig megteremtette a rendező számára a lehetőséget és az anyagi hátteret, hogy két évvel később, 2000-ben elkészítse a Mementót, amelynek forgatókönyvét öccse novellaötletéből írta meg. Ez utóbbi alkotását is rengeteg díjjal jutalmazták, többek között a Sundance Filmfesztiválon egy forgatókönyvírói elismeréssel lett gazdagabb, valamint jelölték a forgatókönyvért a Golden Globe-on, illetve az Oscar-on is. Nolan nem titkolja, hogy nagy hatással volt rá a Csillagok háborúja, valamint Stanley Kubrick munkássága, azon belül is legfőképp a 2001: Űrodüsszeia. Talán nem is túlzás hát az a megállapítás, hogy ez utóbbi ihlette az Interstellar (Csillagok között) című filmjét.
A Mementó után sorra futottak be a megkeresések Nolanhez, amik közül elsőként az Álmatlanság ért célba, amely az azonos című norvég film remake-jeként készült el és nem kevesebb, mint három Oscar-díjas színésszel forgatta le. 2005-ben a Batman-széria landolt nála Tim Burton és Joel Schumacher után, így a Batman: Kezdődik! sikerét követően még A sötét lovagot, illetve A sötét lovag – Felemelkedés-t is rábízták, melynek utóbbi két részének forgatókönyvét már ő maga írta meg. A széria részei között pedig még belefért egy Tökéletes trükk és egy Eredet megalkotása is, 2014-ben pedig berobbant a már említett Csillagok között-tel.
A rendező ismertsége és elismertsége több dolognak köszönhető. Egyrészről annak, hogy a fizika valóságos határait igyekszik nem irrealisztikusan áthágni, kínosan ügyel arra, hogy a filmjeiben kialakított miliő pontosan illeszkedjen az általunk ismert világhoz olyan szempontból, hogy mindent gondosan alátámaszt és megmagyaráz. A Csillagok között-ben megalapozott tudományos pillérekre építkezett, míg az Eredetben egy aprólékosan kidolgozott világban a maga paraméterei és szabályai szerint működik minden. Sikere másrészt abban is rejlik, hogy hatalmas hangsúlyt fektet a tér és az idő fontosságának kiemelésére. Az általa megteremtett világokban rendszerint izgalmas fordulatok kavarják fel az állóvizet, amiből olyan vízörvény keletkezik a néző agyában, hogy hirtelen azt sem tudja, hogy hova kapjon megilletődöttségében.
Nolannél a képi világ sem utolsó; miután behajítja a nézőt az összekavart és darabjaira zúzott idő turmixgépébe, dob rajta még egy fokozatot és hozzáönt egy adag egyedi és izgalmas látványvilágot. A rendező precízsége mellett nem lehet elmenni szó nélkül, hiszen a maximálisan kidolgozott világainak struktúrái, a látványvilág és az időszerkezet-felépítés triumvirátusa nem csettintésre alakul ki a semmiből. A Csillagok között megalkotása folyamán belevetette magát az elméleti fizika bugyraiba, hogy világát nagyrészben fizikai tényekre alapozza, ráadásul még az űrhajót is teljes egészében felépíttette, hogy a lehető legkevesebb mesterséges utómunkát kelljen elvégezni a végső simításoknál, a Dunkirk című alkotásában pedig a légi felvételek mindegyike valós.
A világszerte sújtó vírushelyzet miatt a várva várt Tenet című filmjének bemutatója hónapokat csúszott, ám augusztusban végre lehullt a lepel, és a Nolan-től már megszokott, titokzatos, szinte alig valamit sejtető trailer után mozikba került az új alkotása. A rendező természetesen nem hazudtolta meg önmagát, így e filmje alkalmával is a legmagasabb fokozatra állította azt a bizonyos idő-turmixgépet, megfűszerezte egy kis jól bevált akcióval, majd tálalta egy kis Robert Pattinsonnal, akinek talán ez egy remek lehetőség lesz, hogy kitörjön a már túlságosan hozzánőtt vámpírszerepből.
