1999年，在科幻动作片《星球大战1：魅影危机》中，凯拉·奈特莉扮演了阿米达拉女王的替身Sabe。
2001年12月13日，与索拉·伯奇、艾伯斯·戴维斯等联合出演的悬疑惊悚片《鬼地方》上映。
2002年4月11日，与帕敏德·纳格拉领衔主演的爱情运动电影《我爱贝克汉姆》上映，她在片中饰演霍斯特女队的队员朱莉。
2003年7月9日，与约翰尼·德普、奥兰多·布鲁姆等联袂主演的奇幻动作冒险电影《加勒比海盗：黑珍珠号的诅咒》上映，她在片中饰演外表大家闺秀实际野性难驯的总督女儿“伊丽莎白·斯旺”，该片的全球票房达6.54亿美元；11月6日，与休·格兰特、科林·费斯等合作出演的爱情喜剧片《真爱至上》上映。
2004年7月7日，与克里夫·欧文、艾恩·格拉法德共同主演的战争电影《亚瑟王》上映，她在片中饰演出身贵族，为了她理想的世界而斗争的“桂尼维亚”。
2005年3月4日，与阿德里安·布劳迪领衔主演的奇幻惊悚电影《灵幻夹克》上映；9月16日，与马修·麦克费登、唐纳德·萨瑟兰等联合主演的爱情电影《傲慢与偏见》上映，凯拉·奈特莉在片中扮演活泼、聪明、机智的班内特家二小姐“伊丽莎白·班内特”，凭借该角色获得了第78届奥斯卡金像奖最佳女主角提名；9月25日，与米基·洛克等联袂主演的动作惊悚片《多米诺》上映，她在片中饰演个性叛逆，视金钱、名利于粪土的“多米诺·哈维”。
2006年7月7日，与约翰尼·德普、奥兰多·布鲁姆等联合主演的奇幻动作冒险电影《加勒比海盗：聚魂棺》在美国上映，该片的全球票房达10.66亿美元。
2007年5月19日，主演的奇幻动作冒险电影《加勒比海盗：世界的尽头》上映，该片的全球票房达9.63亿美元；9月7日，与詹姆斯·麦卡沃伊、西尔莎·罗南合作主演的悬疑爱情电影《赎罪》在英国上映，她在片中饰演骄傲的庄园主小姐“塞西莉亚·泰丽思”，凯拉·奈特莉由此获得了第10届青少年选择奖最佳剧情电影女演员奖。
2008年6月20日，与西耶娜·米勒、希里安·墨菲等共同主演的爱情传记电影《爱的边缘》上映；9月5日，与拉尔夫·费因斯、海莉·阿特维尔等一同出演的传记电影《公爵夫人》上映，她在片中饰演激情十足的贵族美女“乔治亚娜”。
2010年9月15日，与凯瑞·穆丽根、安德鲁·加菲尔德联合主演的爱情电影《别让我走》上映，凯拉·奈特莉凭借该片获得了第37届土星奖最佳女配角提名；9月18日，与萨姆·沃辛顿、伊娃·门德斯等合作主演的爱情电影《一夜迷情》上映；11月26日，与柯林·法瑞尔领衔主演的犯罪剧情片《伦敦大道》上映，她在片中扮演美丽脆弱的电影女明星“夏洛特”。
2011年11月10日，与迈克尔·法斯宾德、维果·莫特森等联袂主演的剧情片《危险方法》上映，凯拉·奈特莉凭借该片获得了第38届土星奖最佳女主角提名；12月4日，由尼克·威灵执导的奇幻电影《梦幻岛》上映，凯拉·奈特莉在片中为小仙女叮当配音。
2012年6月22日，与史蒂夫·卡瑞尔领衔主演的爱情喜剧片《末日情缘》上映，她凭借该片获得了第39届人民选择奖戏剧电影类最受欢迎女主角提名；9月7日，与亚伦·泰勒-约翰逊、裘德·洛联合主演的爱情电影《安娜·卡列尼娜》上映，她在片中饰演美丽而又充满朝气的“安娜·卡列尼娜”。
《安娜·卡列尼娜》剧照
2013年9月7日，与马克·鲁法洛领衔主演的爱情音乐电影《再次出发之纽约遇见你》在第38届多伦多国际电影节首映，凯拉·奈特莉在片中扮演在音乐创作上天赋异禀的大女孩“格蕾塔”。
2014年1月17日，与克里斯·派恩、凯文·科斯特纳等共同主演的谍战动作片《一触即发》上映，她在片中饰演头脑灵活，美貌和智慧融于一身的牙科医生“凯西·瑞安”；8月29日，与本尼迪克特·康伯巴奇、马修·古迪一同主演的传记电影《模仿游戏》上映，凭借该片获得了第72届美国电影电视金球奖电影类-最佳女配角及第87届奥斯卡金像奖最佳女配角双提名；10月24日，与科洛·莫瑞兹、山姆·洛克威尔联袂主演的爱情喜剧片《永远十六岁》上映。
2015年9月2日，与杰森·克拉克、乔什·布洛林等合作出演的传记电影《绝命海拔》在威尼斯国际电影节上映；10月1日，领衔主演的话剧《红杏出墙》在百老汇首演。
2016年12月16日，与威尔·史密斯、海伦·米伦等联合出演的剧情片《附属美丽》上映。
2017年5月11日，出演的奇幻动作冒险电影《加勒比海盗5：死无对证》上映。
2018年9月21日，领衔主演的传记电影《柯莱特》上映，凯拉·奈特莉在片中扮演法国女作家“西多妮·加布里埃尔·柯莱特”；10月26日，与麦肯基·弗依、摩根·弗里曼等共同主演的奇幻冒险电影《胡桃夹子与四个王国》上映，她在片中饰演糖果王国的掌管者“糖梅仙子”。
2019年3月1日，与亚历山大·斯卡斯加德、杰森·克拉克联合主演的剧情片《余波》上映；8月30日，与拉尔夫·费因斯、马特·史密斯合作主演的政治惊悚片《官方机密》上映。
