2003年,凯拉·奈特莉在迪士尼出品的《加勒比海盗》中饰演女主角伊丽莎白·斯旺(Elizabeth Swann)。凯拉扮演的女主角是一名外表大家闺秀实际野性难驯的总督女儿
。同年,凯拉和休·格兰特、科林·费斯等影星出演了《真爱至上》。
2004年,凯拉和艾恩·格拉法德、克里夫·欧文主演了《亚瑟王》,在片中饰演格温妮维尔。
2005年,凯拉和马修·麦克费登主演了改编自简·奥斯汀同名小说的电影《傲慢与偏见》,并获得了第78届奥斯卡金像奖最佳女主角提名。同年,凯拉还出演了《灵幻夹克》和《多米诺》两部影片。
2006年7月7日,凯拉·奈特莉和约翰尼·德普、奥兰多·布鲁姆主演的《加勒比海盗:聚魂棺》在美国上映。
2007年5月25日,凯拉和约翰尼·德普、奥兰多·布鲁姆主演的《加勒比海盗:世界的尽头》在美国上映。同年9月7日,凯拉与詹姆斯·麦卡沃伊、西尔莎·罗南主演的《赎罪》在英国上映。此外,凯拉还出演了一部名叫《绢》(Silk)的影片。
2008年,凯拉和西耶娜·米勒主演影片《爱的边缘》
。同年9月3日,凯拉·奈特莉和拉尔夫·费因斯主演的《公爵夫人》在英国上映
。
2010年,凯拉和萨姆·沃辛顿、伊娃·门德斯主演影片《一夜迷情》
。同年9月,凯拉和凯瑞·穆丽根、安德鲁·加菲尔德主演了《别让我走》
。11月26日,凯拉和柯林·法瑞尔主演的犯罪剧情片《伦敦大道》在英国上映
。
2011年,凯拉·奈特莉与迈克尔·法斯宾德、维果·莫特森主演了大卫·柯南伯格的新作《危险方法》
。同年12月,凯拉还在尼克·威灵执导的《梦幻岛》(Neverland)中献声
。
2012年,凯拉·奈特莉和史蒂夫·卡瑞尔主演喜剧片《末日情缘》
。同年9月7日,凯拉与亚伦·泰勒-约翰逊、裘德·洛主演的影片《安娜·卡列尼娜》在英国上映
。
2013年9月7日,凯拉·奈特莉和马克·鲁法洛主演的音乐电影《歌曲改变人生》亮相第38届多伦多国际电影节
。
2014年,凯拉在派拉蒙出品的谍战动作大片《一触即发》中饰演男主角杰克·莱恩(克里斯·派恩 饰)的未婚妻
。同年与科洛·莫瑞兹、山姆·洛克威尔主演影片《永远十六岁》
。11月14日,凯拉同本尼迪克特·康伯巴奇、马修·古迪主演的传记片《模仿游戏》在英国上映
。
2015年1月15日,凯拉凭借《模仿游戏》获得第87届奥斯卡金像奖最佳女配角提名。同年9月参演登山电影《绝命海拔》,在片中扮演杰森·克拉克的妻子
。此外还与马特·瑞安合作百老汇话剧《红杏出墙》
。
2016年2月10日,凯拉·奈特莉加盟《附属美人》,影片定档12月16日上映
。8月,加盟真人电影《胡桃夹子与四个王国》,将在片中饰演糖梅仙子
。