Kislányként lehetősége nyílt megismerkedni a filmkészítés világával is. Négyéves korában apró szerepet kapott Jan Troell Oscar-díjra jelölt filmdrámájában, a "Kivándorlók"ban (1971), illetve az egy évvel később bemutatott folytatásban, az "Új hazá"ban (1972). A női főszerepet édesanyja játszotta, aki alakításáért Golden Globe-díjat kapott, sőt Oscarra is jelölték. 1973-ban édesapja világhírű filmjében, a bergmani életmű egyik csúcsának számító "Suttogások és sikolyok"ban játszotta a Liv Ullmann által alakított Maria kislányát. Következő és egyben utolsó filmszerepét szintén édesapjától kapta. Az "Őszi szonáta" (1978) a két világhírű Bergman, Ingrid és Ingmar egyetlen közös filmje, amely egy zongoraművész édesanya és lánya konfliktusokkal terhes kapcsolatáról szól. A filmben Linn formálta meg az édesanyja által alakított Eva fiatalkori énjét. A filmszereplések ellenére Linn Ullmann nem akart színésznő lenni, noha 16-17 éves korában drámatagozatra is járt. Tanára állítólag tehetségesnek tartotta őt, egyes források szerint azonban Liv Ullmann nem osztotta ezt a véleményt, és Linn ezért választott más pályát. Egy norvég webinterjúban viszont Linn Ullmann azt nyilatkozta, hogy opera-énekesnő akart lenni, de nem tudott énekelni, ezért választotta a színi pályát. Tanára viszont tehetségtelennek tartotta, és Liv Ullmann egyetértett vele. Budapesti látogatása alkalmával adott interjúiban az írónő elmondta, hogy a film mint kifejezési forma nem vonzza, mert szerinte az irodalommal mindent ki lehet fejezni. Ugyanakkor nem ellenezné, ha valamelyik könyvét meg akarnák filmesíteni, de sem a forgatókönyvbe, sem a rendezésbe nem szólna bele. Írói munkássága ellenére a filmvilággal való kapcsolata sem szakadt meg teljesen. 2011 áprilisában például bejelentették, hogy Linn Ullmann lesz a 64. Cannes-i Nemzetközi Filmfesztivál egyik zsűritagja többek között Jude Law, Uma Thurman és Robert De Niro (a zsűri elnöke) társaságában.