הכרתו הבינלאומית והצלחתו הגיעו עם סרט הקולנוע הראשון שלו, "חברים לרצח", בשנת 1994. בשנת 1996 יצא הסרט המצליח, ויש אומרים הטוב ביותר, "טריינספוטינג" בבימויו, ושנה אחר כך ביים את סרטו האמריקאי הראשון, "חיים לא רגילים". בשלושת הסרטים הללו עבד בויל עם התסריטאי והמעבד ג'ון הודג' והשחקן יואן מקגרגור. סרט נוסף בו עבד בויל עם הודג' היה "החוף" משנת 2000.
ב-2002 עבד עם חברו הטוב, הסופר אלכס גרלנד, כשיצר את הסרט הפוסט-אפוקליפטי עטור השבחים, "28 יום אחרי". שנתיים לאחר מכן יצר את הסרט "מיליונים" שנבחר למקום ה-42 ברשימת "100 הסרטים הטובים ביותר" של המגזין הבריטי "אומנות ואמונה". בסרט זה השלים בויל את החסר מהסרט "טריינספוטינג" ("צפיית-רכבות") מ-1996 כאשר בסרט זה, על אף שמו, הושמט הקטע של צפיית-הרכבות, שהוא אחד מקטעי המפתח בספר שהסרט על פיו. בסרט "מיליונים" הכניס בויל את הרכבת כגורם המרכזי בסרט, ואת צפיית-הרכבות בפתיחתו.
ב-2017 ביים את "טריינספוטינג 2", סרט ההמשך המצופה "לטריינספוטינג", סרטו המצליח מ-1996, בהשתתפות צוות השחקנים המקורי.
במרץ 2018 הוכרז על בימויו של הסרט הבא בסדרת ג'יימס בונד, מס' 25, בכיכובו של דניאל קרייג, שהיה מתוכנן לצאת לאקרנים בנובמבר 2019[1].באוגוסט 2018 פורסם שהחליט לעזוב את הפרויקט לפני תחילת ההפקה בשל "פערי תפיסה אמנותיים" בין הבמאי למפיקי ומפיקות הסרט[2].
ב-2018 ביים את שלושת הפרקים הראשונים בסדרת הטלוויזיה "Trust" מבית היוצר של FX Networks.