2002年，黛安·克鲁格出演了银幕处女作《钢琴师》 ；随后她又出演了影片《我的偶像》 。 2003年，她在吕克·贝松编剧和监制的电影《车神》饰演了一位性感女车手 。在同年上映的电影《不赞成不反对》也可以见到她的身影。2003年，她在戛纳电影节夺得最具潜质新人奖。2004年，黛安·克鲁格和乔什·哈奈特一起主演了电影《谜情公寓》上演了一段危险爱恋 ；她还在尼古拉斯·凯奇主演的电影《国家宝藏》里饰演女配角Abigail Chase，一位历史学家，和男主角一起保护国家宝藏和《独立宣言》 。这一年，她还在沃尔夫冈·彼德森执导的电影《特洛伊》中饰演那位引燃战火的海伦王后 。2005年，黛安·克鲁格在电影《我的模特生涯》，扮演一个迷茫的26岁的金发模特 。同年5月16日，她主演的电影《圣诞快乐》在第58届戛纳电影节上举行了首映礼 。2006年，她在Agnieszka Holland执导的电影《重现贝多芬》饰演了和贝多芬产生情感纠葛的女助手 ；同年在电影《虎警大队》里饰演执着复国的俄国王妃 。2007年，她和尼古拉斯·凯奇一同主演电影《国家宝藏：夺宝秘笈》 ；同年7月3日，她主演的电影《狩猎聚会》在第64届威尼斯电影节举行首映礼 。此外，她还在Bille August执导，丹尼斯·海斯伯特主演的电影《再见，巴法纳》里饰演女配角 。2008年，她在弗雷德·卡瓦耶执导、文森特·林顿主演的法国犯罪惊悚《一切为了她》里饰演女主角Lisa Auclert 。 2009年，黛安·克鲁格在昆汀·塔伦蒂诺自编自导的电影《无耻混蛋》饰演Bridget von Hammersmark，和布拉德·皮特有对手戏 ；同年9月12日，她作为电影《无姓之人》的女主角，出席了第66届威尼斯电影节的电影首映礼 。2010年，在冰岛导演巴塔萨·马克诺执导的惊悚片《救女心切》，和德蒙特·莫罗尼分别饰演了男女主角 ；同年，在电影《给妹妹的情书》里和露德温·塞尼耶扮演了一对姐妹 。2011年，她在好莱坞悬疑动作片《不明身份》里饰演陪伴在男主角连姆·尼森身边的女司机Gina ；同年在电影《特种部队》里饰演在巴基斯坦被塔利班绑架的法国女记者。2012年，黛安·克鲁格在伯努瓦·雅克执导的电影《再见，我的皇后》里饰演Marie Antoinette 。同年，在电影《私奔B计划》里和男主角丹尼·伯恩一起为爱冒险 。2013年，黛安·克鲁格和吉约姆·佳里恩一起主演了电影《男孩们和吉约姆》 ；同年，在安德鲁·尼科尔执导的科幻电影《宿主》里，饰演监督女主角西尔莎·罗南的外星搜索者 。此外，她还在FX的电视剧《边桥谜案》里，和德米安·比齐尔追查一个在美国和墨西哥边境作案的连环杀手 。2014年11月7日，黛安·克鲁格在讲述了林肯在印第安纳州恶劣荒野的童年故事的电影《少年林肯》里饰演了Sarah Lincoln 。