Scénariste, et régulièrement compositeur de ses films, Tom Tykwer déroge pourtant à la règle en acceptant en 2002 de mettre en scène un scénario de Krzysztof Kieślowski intitulé "Heaven", premier film du réalisateur allemand porté par un casting international : Cate Blanchett et Giovanni Ribisi. Le film fit l'ouverture de la Berlinale 2002 mais ne fut pas un succès. En 2005, il s'associe aux 19 autres réalisateurs de tous horizons qui participent au film à sketches "Paris, je t'aime", réalisant un segment avec Natalie Portman. Il tourne ensuite "Le Parfum", adaptation du célèbre roman de Patrick Süskind, où il dirige entre autres Dustin Hoffman et Alan Rickman.