Postala je poznata 1989. kada je snimila film "Dani Groma" sa Tomom Cruiseom, a proslavila ju je uloga Susanne Stone Moretto u filmu "Žena za koju se umire" iz 1995. godine za koju je dobila mnoge nagrade, uključujući Zlatni globus za glavnu žensku ulogu. 1998. godine glumila je na Broadwayu u kazališnom komadu "Blue Room" za koji je dobila velika priznanja kritike, a 1999. u filmu "Oči širom zatvorene" opet sa tadašnjim suprugom Tomom Cruiseom. Njih dvoje se rastaju 2001. godine i odmah poslije razvoda dolaze njeni najcjenjeniji filmovi. 2001. glumi u filmu Moulin Rouge!, i dobiva Zlatni globus za glavnu žensku ulogu te nominaciju za Oscara. Slijedeće godine glumila je u odličnoj drami "Sati" uz Meryl Streep i Julianne Moore, a dobila je i Oskara za glavnu žensku ulogu u tom filmu.