Patrice Chéreau machte sich auch einen Namen als viel gelobter Filmregisseur. Seinen ersten Film "Das Fleisch der Orchidee" drehte er 1975. Sein größter Erfolg war 1994 der vielfach ausgezeichnete Film "Die Bartholomäusnacht" mit Isabelle Adjani in der Hauptrolle. Für viel Aufsehen sorgte auch sein Film "Intimacy" aus dem Jahr 2001, ein explizites Porträt einer sexuellen Beziehung und der emotionalen Entfremdung, die sie umgibt. Mit diesem Film gewann er 2001 auf der Berlinale den Goldenen Bären. Auch sein folgender Film "Sein Bruder" war dort im Wettbewerb und brachte Chéreau auf der Berlinale 2003 den Silbernen Bären in der Kategorie Beste Regie. Im Jahr 2009 erhielt Chéreaus Film "Persécution" eine Einladung in den Wettbewerb der 66. Filmfestspiele von Venedig.