Debiutem fabularnym Assayasa był film "Bezład" (1986). W ciągu następnych lat zrealizował kilkanaście filmów pełnometrażowych, z których wiele zbierało laury na czołowych międzynarodowych festiwalach filmowych. "Po maju" (2012) nagrodzono za najlepszy scenariusz na 69. MFF w Wenecji, a kontrowersyjny "Personal Shopper" (2016) przyniósł Assayasowi nagrodę za reżyserię na 69. MFF w Cannes.