Amalric viene scelto per interpretare Dominic Greene, il cattivo principale nel 22° film di James Bond, accanto a Daniel Craig, nel film "Quantum of Solace" (2008), sequel di "Casino Royale" (2006). Amalric e Craig avevano già lavorato assieme nel 2005 sul set del film "Munich" di Steven Spielberg. Con il suo quarto film da regista, "Tournée", vince il premio per la miglior regia al Festival di Cannes 2010. Nel 2017 partecipa al film "I fantasmi d'Ismael".