Свою первую серьезную картину Нолан снял в 1998 году и назвал ее «Преследование», у нее был небольшой бюджет, около шести тысяч долларов, однако кассовые сборы превысили восемь раз. Кристофер Нолан вспоминал свой первый проект: «Я снимал эту черно-белую картину на 16-миллиметровую пленку с группой друзей по субботам на протяжении почти года. В остальные дни я работал, чтобы накопить на съемки следующего сегмента. На каждую сцену мы тратили не более двух дублей, а после монтажа у меня на руках оказался фильм продолжительностью 70 минут».
В 2000 году Нолан взялся за второй свой значимый проект, который также был не особо бюджетным. Это была детективная драма «Помни» с Гаем Пирсом в главной роли. Его герой хочет отомстить своим обидчиком, которые изнасиловали и убили его жену, однако расследование продвигается очень медленно из-за амнезии, в следствии которой его герой не может ничего запомнить, произошедшее более пяти минут назад. Картина была номинирована на премию «Оскар».
Также Кристофер Нолан экранизировал комикс из вселенной DC «Бэтмен: Начало», главную роль режиссер доверил исполнить Кристиану Бейлу. Фильм произвел настоящий фурор в мире кинематографии, получив восторженные отзывы зрителей и критиков.
Вторая картина не заставила себя долго ждать и в 2008 году состоялась премьера «Темного рыцаря», собрав в мировом прокате более 1 миллиарда долларов. Злодея Джокера сыграл легендарный Хит Леджер. Фильм был удостоен двух «Оскаров».
История о двух иллюзионистах, которые соперничали между собой, применяя разные способы, чтобы убрать друг друга как конкурентов, рассказывается в драме «Престиж».
В 2010 году режиссер подарил миру фантастический триллер «Начало» с Леонардо Ди Каприо в главной роли, в фильме ключевые герои управляют людьми, внедряя идеи в сознание, когда человек находится во сне.
В 2012 году режиссер завершил трилогию о супергерое, выпустив в прокат фильм «Темный рыцарь: Возрождение легенды».
В 2014 году Кристофер Нолан снял фантастический фильм «Интерстеллар», где группа ученых отправляется за пределы нашей галактики в поисках планеты, которая будет пригодна для обитания землян. Композитором фильма выступил сам Ханс Циммер: «Крис описывал масштабный, эпичный фильм о космосе, науке, человечестве, и тут я его прервал: «Погоди, я написал тебе чрезвычайно личную вещь, ты же это понимаешь?» Он ответил: «Да, и теперь я знаю, каким будет сердце моего фильма. Все, что касается этой картины, чрезвычайно личное», - вспоминал композитор.
Отдохнув от вселенной DC, в 2016 году Нолан выпустил очередной фильм, посвященный супергероям «Бэтмен против Супермена. На заре справедливости», в этой же картине главная роль досталась Бену Аффлеку.
Наибольшие положительные отзывы среди критиков набрала военная драма «Дюнкерк», с Томом Харди в главной роли, картина была снята по реальным событиям и посвящена Второй мировой войне.
В 2020 году вышел фантастический триллер «Довод», об агенте, которому решили устроить жесткую проверку, пройдя которую, ему необходимо выполнять чрезвычайно опасную и сложную миссию.

В конце 2023 года на широкий экран вышла историческая драма о создателе атомной бомбы Роберте Оппенгеймере, образ главного героя воплотил Килиан Мерфи. Картина удостоилась нескольких премий «Оскар».

Личная жизнь режиссера отличается стабильностью. Его избранницей стала Эмма Томас, с которой он познакомился, учась в ВУЗе. Пара воспитывает 4 детей: сыновей Оливера и Магнуса и дочерей Рори и Флору.