Su primer éxito internacional lo consigue con Memento estrenada en el 2000 y protagonizada por Guy Pearce. El film se basa en un relato corto escrito por su hermano Jonathan Nolan. Por la película ambos recibieron una nominación a los premios Oscar y diversos galardones en múltiples festivales internacionales.
En el 2002 presentó Insomnio, protagonizada por Al Pacino y Robin Williams, un remake de una película noruega estrenada en 1997. En 2005 estrena Batman Begins, con Christian Bale en el papel principal, a ellas les sigue The Dark Knight del 2008 y The Dark Knight Rises del 2012 para completar la trilogía el hombre murciélago.
El resto de sus películas han contado con un importante respaldo tanto del público y de la crítica, ellas son: The Prestige (2006), Inception (2010) protagonizada por Leonardo DiCaprio e Interstellar (2014). Se espera que su próxima película Dunkirk, se estrene el próximo año, la cual estará ambientada en la segunda guerra mundial. A continuación dejamos el tráiler de su última película Interstellar:
