Vroege carrière:
* Er was eens in Amerika (1984) :Haar doorbraakrol als jong meisje dat opgroeit tot de minnaar van een machtige maffiabaas.
* Fenomenen (1985) :Een horrorfilm geregisseerd door Dario Argento, waarin ze een telepathisch meisje speelt.
* Labyrint (1986) :Een fantasiefilm van Jim Henson, waarin ze Sarah speelt, een jong meisje dat haar broertje moet redden van een koboldenkoning.
Latere carrière:
* Carrièremogelijkheden (1991) :Een romantische komedie waarin ze een jonge vrouw speelt die verliefd wordt op een verlegen, onhandige man.
* Requiem voor een droom (2000) :Een aangrijpend drama over drugsverslaving, waarin ze een jonge vrouw portretteert die worstelt met een heroïneverslaving.
* Een mooie geest (2001) :Een biografisch drama waarin ze Alicia Nash speelt, de vrouw van een briljante wiskundige die aan schizofrenie lijdt. Deze rol leverde haar een Academy Award voor beste vrouwelijke bijrol op.
* Hulk (2003) :Een superheldenfilm waarin ze Betty Ross speelt, de liefdesbelangstelling van Bruce Banner.
* Donker water (2005) :Een psychologische thriller waarin ze een moeder speelt die vermoedt dat het spookt in haar nieuwe appartement.
* Bloeddiamant (2006) :Een oorlogsdrama waarin ze een journalist speelt die een diamantsmokkelplan ontdekt.
* Hij houdt gewoon niet zo van jou (2009) :Een romantische komedie waarin ze een vrouw speelt die probeert te achterhalen waarom haar vriend geen aanzoek doet.
* Geen verplichtingen (2011) :Een romantische komedie waarin ze een dokter speelt die een losse relatie heeft met haar beste vriendin.
* De dag dat de aarde stilstond (2008) :Een sciencefictionfilm waarin ze Helen Benson speelt, een wetenschapper die een buitenaardse bezoeker helpt.
* Alita:Strijdengel (2019) :Een sciencefictionfilm waarin ze Dr. Ido speelt, een cyberneticus die Alita vindt en haar een nieuw lichaam geeft.
* Top Gun:Maverick (2022) :Een vervolg op de klassieke actiefilm, waarin ze opnieuw haar rol vertolkt als Penny Benjamin, een bareigenaar en Mavericks liefdesbelang.
Dit is slechts een klein voorbeeld van de uitgebreide filmografie van Jennifer Connelly. Haar werk omvat genres en ze heeft gedurende haar hele carrière consequent krachtige en memorabele optredens geleverd.