1959年，卢燕参演了人生第一部舞台剧《八月茶室》，她在剧中扮演一位艺伎。1960年，主演的个人首部电影《山路》上映，在片中她与詹姆斯·史都华合作，饰演一名热情而又命运多舛的遗孀。1961年，参演的美国电影《独眼龙》上映，但该片并未将其姓名列入演员列表。
1967年，主演的香港电影《董夫人》上映，她在片中饰演一个徘徊于贞节牌坊和爱情之间的寡妇；而她也凭在该片中的表演，获得第9届台湾电影金马奖最佳女主角奖。1972年，主演的香港战争剧情电影《十四女英豪》上映；而她也凭在该片中的表演，获得第11届台湾电影金马奖最佳女配角奖。1973年，主演的香港剧情电影《倾城倾国》上映；她凭借在该片中的表演，获得第12届台湾电影金马奖最佳女主角奖。
1976年，主演的香港剧情电影《瀛台泣血》上映，她在片中饰演的是权倾天下的满清皇太后慈禧；而她也凭在该片中的表演，获得亚洲电影节杰出成就奖。1977年，出演的美国电影《魔种》上映，她在片中饰演一个献身科研的科学家。1979年，参演由彼得·博格丹诺维奇执导的美国电影《圣徒杰克》。1987年，主演的香港剧情电影《末代皇帝》上映，再一次饰演了慈禧皇太后。1988年，担任美国奥斯卡金像奖最佳外语片评审执行委员。1989年，参演由谢晋导演的电影《最后的贵族》。
1992年，卢燕翻译美国剧作家尼尔·西蒙的作品《普莱飒大饭店》，并将其改编成话剧形式在上海演出。她在该剧中分饰三角，扮演三个不同年龄、不同性格的女性角色；而她也凭在该片中的表演，获得第4届上海白玉兰戏剧表演艺术奖荣誉奖。1993年，主演的香港电影《喜福会》上映，她在片中饰演幸存者、四个母亲之一的“安美”。1994年，作为首位华人担任美国奥斯卡金像奖终身评委。1998年，参演陈佩斯执导的贺岁电视剧《同喜同喜》，她在剧中饰演一位归国华侨。
2000年，获得美国联合国协会“国际和平文化奖”。2001年，主演的揭露日军侵华罪行的香港电影《滴血的秘密》上映，她在片中担任女主角。2002年，出演清装剧《乾隆王朝》，她在剧中饰演皇太后。2006年11月25日，参演香港话剧团原创宫廷剧《德龄与慈禧》﹐而这也是她在演艺生涯中第三次饰演慈禧这一角色。2007年1月12日，出席东方卫视明星戏曲节目《非常有戏》的直播仪式，登台表演京剧唱段《定军山》。
2011年9月，卢燕凭借主演剧情电影《团圆》，获得第3届英国伦敦万像华语电影节最佳女演员奖。2013年9月，主演的电影《团圆》在中国上映，她在片中饰演渴望和前夫团聚、摆脱丈夫的乔玉娥；而她也凭对该片的艺术指导，获得第49届美国休斯顿国际电影节雷米金奖最佳艺术指导奖。2015年5月，获得第16届华鼎奖终身成就奖。8月，客串出演的电影《陪安东尼度过漫长岁月》上映。10月，获得第2届金色银幕奖终生成就奖。2016年6月，在联合国总部获得第6届华人榜（华奖）颁奖礼终身成就奖。
2017年11月，出演的电影《侗族大歌》上映，她在片中饰演老年阿莲。2018年3月，出演赖声川执导的话剧《如梦之梦》，她在剧中饰演名媛顾香兰。11月，出演的美国电影《摘金奇缘》在中国上映，她在片中饰演阿嫲。2019年2月24日，参加美中企业家商会在洛杉矶举办的第三届“好莱坞中国之夜“颁奖典礼。
摘金奇缘2018-11-30
饰演奶奶 导演朱浩伟
陪安东尼度过漫长岁月2015
饰演黄太太 导演秦小珍
20122012
饰演Grandmother Sonam 导演
罗兰·艾默里奇
危险关系2012
饰演瑞雪 导演许秦豪
团圆2010
饰演乔玉娥 导演王全安
好莱坞华人2007
饰演Herself 导演曾奕田
色·戒2007
导演
李安
男儿本色2007
饰演Ho's Grandma 导演
陈木胜
姨妈的后现代生活2006
饰演水太太 导演许鞍华
爱杀20002000
导演徐忠信
乾隆王朝2002
饰演皇太后 导演马骁, 赵镭
1987年，卢燕出资修建了上海交通大学的燕云亭。2003年11月29日，出席第九届金凤凰奖电影表演艺术学会学术研讨会。2015年，第二届美中影视产业博览会以卢燕的名义设立“卢燕电影奖学金”。2019年4月，出席陈薪伊艺术中心落户仪式。
综合奖项
▪ 2017 第2届金色银幕奖—终身成就奖 （获奖）
▪ 2016 第6届华人榜（华奖）颁奖礼—终身成就奖 （获奖）
▪ 2016 第49届美国休斯顿国际电影节—终身成就奖 （获奖）
▪ 2016 第49届美国休斯顿国际电影节—雷米金奖最佳艺术指导奖 卢燕《侗族大歌》 （获奖）
▪ 2015 第16届华鼎奖—终身成就奖 （获奖）
▪ 2011 第3届英国伦敦万像华语电影节—最佳女演员奖 卢燕《团圆》 （获奖）
▪ 2010 世界因你而美丽2009-2010影响世界华人盛典—影响世界华人大奖 （获奖）
▪ 2008 第8届华语电影传媒大奖—最佳女配角奖 卢燕《姨妈的后现代生活》 （提名）
▪ 2005 第5届华语电影传媒大奖—百年影星 （获奖）
▪ 1993 第4届上海白玉兰戏剧表演艺术奖—荣誉奖 卢燕《普莱飒大饭店》 （获奖）
▪ 1978 第15届台湾电影金马奖—最佳女配角奖 卢燕《永恒的爱》 （提名）
▪ 1975 第12届台湾电影金马奖—最佳女主角奖 卢燕《倾国倾城》 （获奖）
▪ 1973 第11届台湾电影金马奖—最佳女配角奖 卢燕《十四女英豪》 （获奖）
▪ 1971 第9届台湾电影金马奖—最佳女主角奖 卢燕《董夫人》 （获奖）
卢燕的表演，把美丽、魅力、华贵、庄严集于一身，让好莱坞看到一个不同面貌的华人演员。她和詹姆斯·史都华、马龙·白兰度等美国演员合作拍摄电影，成为当时美剧的常驻演员，开创了华人演员在好莱坞的新时代。在东西方文化隔阂的年代，卢燕不屈从程式化表演，常为华人形象的客观塑造据理力争。她从容而自然、可爱而生动，使美国人改变了对中国女性的陈旧观念。她在表演艺术上的成就和东西方文化交流上的贡献，使她在国际电影界获得了声誉和地位。卢燕有着如母亲般的温柔、包容与善良，由内而外散发出幽兰之华。杖朝之年的她本应儿孙绕膝，享天伦之乐，而她却如同一个永不停歇的旅者，用年轻人的风采辉映出美丽的夕阳红。（《重庆晨报》、美国作家亨利·米勒、上海交通大学校长张杰、《新民晚报》赵红华评）
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