20世纪80年代起，林超贤担任陈嘉上的副导演，两人一同制作了《霹雳火》、《飞虎》等一系列电影作品。
1997年，时年33岁的林超贤独力执导了电影处女作《G4特工》。
1998年，与陈嘉上联合执导了警匪片《野兽刑警》，影片上映后引发关注并获得第18届香港金像奖最佳影片，林超贤与陈嘉上共同获得最佳导演奖。
2000年，执导了反类型黑色幽默电影《江湖告急》，影片上映后受到好评，获得第20届香港电影金像奖最佳影片、最佳男主角等四项提名。
2001年，先后执导了动作片《走投有路》和《重装警察》，前者反响平淡，后者动作场面比较火爆，且内容触及惨烈的同袍情意，较受好评。
2004年，执导了由郭富城、陈奕迅、郑希怡主演的动作电影《冲锋陷阵》，该片是林超贤的作品首次在内地大规模公映。
2008年，与张家辉、谢霆锋合作了警匪片《证人》，该片不仅票房不俗，而且在内地、香港、台湾都收获好评，张家辉凭借该片获得第28届香港电影金像奖最佳男主角奖和第46届台湾电影金马奖最佳男主角。
2010年，再度与张家辉、谢霆锋等《证人》原班人马合作，拍摄了警匪片《线人》，该片获第30届香港电影金像奖最佳影片、最佳导演提名。
2012年，携周杰伦、谢霆锋拍摄了枪战动作片《逆战》，林超贤在剧中首次担任动作指导，并因此获得第32届香港电影金像奖最佳动作指导提名。
2013年，与张家辉再次合作，拍摄了讲述综合格斗的动作电影《激战》，该片获第33届香港电影金像奖颁奖包括最佳影片、最佳导演、最佳男主角在内的11项提名，并入围了第26届东京国际电影节世界焦点单元。
2014年，执导了根据“徐步高枪击案”改编，张家辉、吴彦祖领衔主演的犯罪电影《魔警》，该片入围第64届柏林国际电影节全景单元。
2016年，执导了根据“10·5中国船员金三角遇害事件”改编，张涵予、彭于晏、冯文娟等主演的警匪动作电影《湄公河行动》，该片于2016年9月30日上映。
2018年，执导军事动作电影《红海行动》，他还凭借该片提名第38届香港电影金像奖最佳导演奖；同年，获得纽约亚洲电影节最佳动作片导演奖；11月，凭借《红海行动》获得第34届大众电影百花奖最佳导演奖；11月11日，其执导的电影《紧急救援》正式开机。
2019年10月，凭借电影《红海行动》提名第32届中国电影金鸡奖最佳导演奖。
2020年11月27日，执导的电影《紧急救援》宣布提档至12月18日，并曝光新海报。
2021年8月5日，原定2021年8月12日上映的电影《长津湖》因疫情延期上映，新档期待定,《长津湖》是与陈凯歌、徐克联合监制、联合导演的抗美援朝电影。
2022年1月，由林超贤担任监制及导演的《长津湖之水门桥》宣布定档2022年2月1日大年初一。
2022年4月20日，林超贤执导的电影《长津湖之水门桥》发布港版海报，宣布将于5月12日登陆中国香港院线。5月22日，被纪念毛泽东同志《在延安文艺座谈会上的讲话》发表八十周年暨庆祝大众电影百花奖创立六十周年特别节目组邀请讲述他与百花奖的难忘瞬间，分享其在电影创作中深入生活、扎根人民的实践经历。
