Filmer:
* 1996: Ryttaren på taket (Le Hussard sur le toit)
* 1998: Änglarnas drömliv (La Vie rêvée des anges)
* 2000: Stranden
* 2001: Vargens brödraskap (Le Pacte des Loups)
* 2002: Otrogen
* 2003: De jagade
* 2005: S.W.A.T.
* 2007: Hitman
* 2009: Agathe Cléry
* 2010: Riten
* 2011: The Dark Knight reser sig
* 2014: Anslutningen (La French)
* 2016: Flickan på tåget
* 2017: Löftet
* 2018: Mannen som dödade Don Quijote
* 2023: Mördaren
Tv:
* 1992: Berättelsen om en kvinna (L'histoire d'une femme) - TV-film
* 1994: Mitt livs man (L'homme de ma vie) - TV-miniserie
* 2003: The Wire - TV-serie (1 avsnitt)
* 2005: Det sista tåget (Der letzte Zug) - TV-film
* 2013: Femte ståndet - TV-film
Kommande projekt:
* 2023: Mördaren (Netflix)
Observera att detta inte är en uttömmande lista och kanske inte inkluderar alla Olivier Martinez projekt. För en mer komplett filmografi kan du kolla webbplatser som IMDb eller Allmovie.