Thurman har hovedrollen i en del lavbudsjettfilmer og store studioproduksjoner, med sjangre som går fra romantiske komedier og dramafilmer til science fiction og spenningsfilmer. Hun er best kjent for filmene hun medvirket i i 1990-årene og på 2000-tallet, og spesielt for filmene regissert av Quentin Tarantino. Hennes mest populære filmer er blant annet (1988), (1994), (1997) og og (2003–04).