Seydoux har stort sett spilt i franske produksjoner som er ukjente for norsk publikum, men hun har også hatt biroller i kjente amerikanske filmer. Hennes første store film var (2009) av Quentin Tarantino, hvor hun spilte en mindre birolle. Deretter var hun kona til king John i (2010), som er regissert av Ridley Scott. Hun spiller dessuten små, men viktige roller som Gabrielle i Woody Allens (2011) og som Sabine Moreau i (2011). Alle disse filmene var store suksesser verden over.