1984年，任摄影拍滕文骥《海滩》，大量采用自然光寻求更加贴近现实表现手段，给中国影坛带来不小冲击，相继拍摄了电影《大明星》、《神鞭》。1987年，在陈凯歌导演的电影《孩子王》，并凭借此片获1988年第八届中国电影金鸡奖最佳摄影奖；同年，担任张艺谋导演电影《红高粱》的摄影，顾长卫西部风格迥异，影片中创造性地运用摄影造型手段，展现了具有震撼力和意境深远视觉形象，获得第八届电影金鸡奖最佳摄影奖。1999年，担任电影《纽约的秋天》的摄影工作，这是由著名女演员陈冲担任导演的电影作品，在国外完成拍摄。2005年，顾长卫的导演处女作《孔雀》获得柏林电影节银熊奖 。2007年，他的第二部导演作品《立春》为他的妻子、女主角蒋雯丽赢得了罗马电影节影后的桂冠。2011年5月10日，顾长卫第三部导演作品《最爱》在中国内地上映，该片改编自阎连科的长篇小说《丁庄梦》，由章子怡、郭富城、濮存昕、蒋雯丽等领衔主演。首周票房达4000万，内地总票房约为5760万人民币 ；凭借此片顾长卫获得上海影评人奖最佳导演 。2010年，任第82届奥斯卡评委。本届奥斯卡的评委有5777人，华人面孔占到9席，包括卢燕、陈冲、邬君梅、陈凯歌、李安、吴宇森、李连杰、章子怡 。2012年，顾长卫首部微电影《龙头》，于优酷大师微电影中发布，凭借此片顾长卫在“2013金考拉国际华语电影节”中斩获“最佳长片导演奖” ；同年11月，与华谊公司签订合同，正式入驻华谊 。2013年4月，顾长卫担任北京国际电影节评委 。2014年12月24日，由顾长卫执导 ，陈赫、Angelababy主演的贺岁喜剧《微爱之渐入佳境》，两位主演从“跑男”跑进大银幕，上演了一出网络时代之下“现实虐我千百遍，我用手机摇初恋”的喜剧故事 。2015年12月18日，出席了第十五届电影频道出品电影百合奖颁奖典礼。