Rana karijera:
* Bilo jednom u Americi (1984.) :Njezina revolucionarna uloga mlade djevojke koja izrasta u ljubavnicu moćnog mafijaškog bossa.
* Fenomeni (1985) :horor film redatelja Daria Argenta, gdje ona glumi telepatsku djevojku.
* Labirint (1986) :Fantasy film Jima Hensona, gdje ona glumi Sarah, mladu djevojku koja mora spasiti svog mlađeg brata od kralja goblina.
Kasnija karijera:
* Career Opportunities (1991) :romantična komedija u kojoj glumi mladu ženu koja se zaljubi u sramežljivog, nezgrapnog muškarca.
* Requiem for a Dream (2000) :Potresna drama o ovisnosti o drogama, u kojoj glumi mladu ženu koja se bori s ovisnošću o heroinu.
* Prekrasan um (2001.) :biografska drama u kojoj glumi Aliciju Nash, ženu briljantnog matematičara koji boluje od shizofrenije. Ova joj je uloga donijela Oscara za najbolju sporednu glumicu.
* Hulk (2003) :Superjunački film u kojem glumi Betty Ross, ljubav Brucea Bannera.
* Tamna voda (2005) :Psihološki triler u kojem glumi majku koja sumnja da je njezin novi stan uklet.
* Krvavi dijamant (2006.) :Ratna drama u kojoj glumi novinarku koja otkriva shemu krijumčarenja dijamanata.
* He's Just Not That Into You (2009) :romantična komedija u kojoj glumi ženu koja pokušava shvatiti zašto je njezin dečko ne prosi.
* No Strings Attached (2011) :romantična komedija u kojoj glumi liječnicu koja ima neobavezan odnos sa svojom najboljom prijateljicom.
* Dan kada je Zemlja stala (2008.) :Znanstveno-fantastični film u kojem glumi Helen Benson, znanstvenicu koja pomaže izvanzemaljcu.
* Alita:Battle Angel (2019) :Znanstveno-fantastični film u kojem glumi dr. Ido, kibernetičarku koja pronalazi Alitu i daje joj novo tijelo.
* Top Gun:Maverick (2022) :Nastavak klasičnog akcijskog filma, gdje ona reprizira svoju ulogu Penny Benjamin, vlasnice bara i Maverickove ljubavnice.
Ovo je samo mali dio opsežne filmografije Jennifer Connelly. Njezin rad obuhvaća različite žanrove, a tijekom svoje karijere dosljedno je pružala snažne i nezaboravne izvedbe.