1999年，奥黛丽·塔图初登银幕时就扮演了《维纳斯美容院》中一个与六十岁飞行员堕入爱河的女服务生，凭借这次她表演赢得了恺撒奖最有前途新人奖。

2001年，奥黛丽·塔图出演《天使爱美丽》，导演让·皮埃尔·热内看中了她一双乌黑的大眼睛，一抹无邪的微笑，以及一副与众不同的神情。

《天使爱美丽》获五项奥斯卡奖提名，奥黛丽本人也获得法国凯撒奖最佳女演员奖、欧洲电影奖最佳女演员奖等八项奖项的提名。

2004年，奥黛丽·塔图和让·皮埃尔再次合作，拍摄了集《天使爱美丽》的神奇和导演早期黑色洞察力于一身的影片《漫长的婚约》。这是一个以一战为背景关于等待与寻找的故事，法国女孩马蒂尔达（奥黛丽·托图 饰）因为小儿麻痹而落下残疾，同村的男孩马涅克（加斯帕德·尤利尔 饰）是她青梅竹马的情人，二人已定下婚约。但是，随着一战的爆发，马涅克应征入伍，婚约也变得遥遥无期。

2006年，奥黛丽·塔图一改往日形象，参与了由畅销小说改编，汇集各路优秀演员的电影《达芬奇密码》。

在《达芬奇密码》中奥黛丽扮演了一位聪明、果敢又不失风雅的的符号专家索菲亚。

2008年，奥黛丽·塔图主演传记电影《时尚先锋香奈儿》，该片主要讲述香奈儿早年间的奋斗史，重点描绘她从少女时期直至在时装界初露锋芒这段时间的遭遇。

2012年，奥黛丽·塔图出演《寂寞的心灵》，影片根据诺贝尔文学奖得主弗朗索瓦·莫里亚克取材自真实事件创作的同名小说改编。奥黛丽·塔图饰演一位生活在1920年的法国女人，一心想要逃离早已腐朽的婚姻生活。

2015年，奥黛丽·塔图出演影片《青春冒险王》，影片讲述两位少年自制“房车”，逃离父母，穿越法国的故事。

2016年，奥黛丽·塔图主演影片《爱是永恒》，该片改编自法国作家艾莉丝费尼的小说，描述三代法国女人的生命历程。奥黛丽·塔图挑战自我，她在片中饰演的角色经历了年轻少女、少妇到年迈的寡妇老中青三个阶段。