Filmek:
* 1996: A lovas a háztetőn (Le Hussard sur le toit)
* 1998: Az angyalok álomélete (La Vie rêvée des anges)
* 2000: A tengerpart
* 2001: A Farkas Testvérisége (Le Pacte des Loups)
* 2002: Hűtlen
* 2003: A vadászott
* 2005: S.W.A.T.
* 2007: Hitman
* 2009: Agathe Cléry
* 2010: A rítus
* 2011: A sötét lovag felemelkedése
* 2014: A kapcsolat (francia)
* 2016: A lány a vonaton
* 2017: Az ígéret
* 2018: Az ember, aki megölte Don Quijotét
* 2023: A gyilkos
Televízió:
* 1992: Egy nő története (L'histoire d'une femme) – tévéfilm
* 1994: Életem embere (L'homme de ma vie) – TV-minisorozat
* 2003: A vezeték - TV sorozat (1 epizód)
* 2005: Az utolsó vonat (Der letzte Zug) – tévéfilm
* 2013: Az ötödik birtok - TV film
Közelgő projektek:
* 2023: A gyilkos (Netflix)
Felhívjuk figyelmét, hogy ez nem teljes lista, és nem feltétlenül tartalmazza Olivier Martinez összes projektjét. A teljesebb filmográfiához tekintse meg az olyan webhelyeket, mint az IMDb vagy az Allmovie.