Sorrentinonun yazdığı ilk film ssenarisi olan "Polvere di Napoli" 1998-ci ildə yayımlanmışdır. 1998-ci ildə "L'amore non ha confini" və 2001-ci ildə "La notte lunga" qısa filmlərini idarə etmişdir. Uzun metrajlı ilk filmi "L'uomo in più ile Nastro D'Argento" ən yaxşı gənc rejissor mükafatı qazanmışdır.

2004-cü ildə rejissorluq etdiyi "Sevginin Qarşılığı" (Le conseguenze dell'amore) ilə beynəlxalq arena tanındı. Mafiya tərəfindən idarə olunan biznesmenin həyatından bəhs edən film Kann Festivalında Qızıl Palma üçün yarışdı.

Sonrakı filmi "Ailə dostu" (L'amico di famiglia) 2006-cı ildə London və Kann Film Festivallarında göstərilmişdir. İki il sonra "Il Divo" filmi ilə Kann Festivalında mükafat qazandı.

İlk dəfə Nanni Morettinin "Il Caimano" aktyor kimi çıxış etmişdir.

Ssenarisini Umberto Kontarello ilə birlikde yazdığı və rejissorluq etdiyi "Bu yer olmalıdır" filmində Sean Penn ilə işlədi. Film 2011-ci ildə Kann Festivalında yarışmışdır.

2013-cü ildə ən yaxşı əcnəbi dilli filmə görə Oskara layiq görülmüşdür.

• Dragoncelli di fuoco (1994)
• Polvere di Napoli (1998)
• La squadra (2000) - Serial TV
• Steal You Away (Ti prendo e ti porto via, TBA)

• Şənbə, Bazar, Bazar ertəsi (Sabato, domenica e lunedì) (2005)

• L'amore non ha confini (1998)
• La notte lunga (2001)
• The Slow Game (La partita lenta, 2009)
• L'assegnazione delle tende (2009)

• L'uomo in più (2001)
• Sevginin qarşılığı (Le conseguenze dell'amore, 2004)
• Ailə dostu (L'amico di famiglia, 2006)
• Il Divo (2008)
• This Must Be the Place (2011)
• La Grande Bellezza (2013)