Oyunculuk kariyerindeki çıkışını "Almost Famous" ve "Elf" gibi filmlerle yapmıştır. Daha sonra "500 Days of Summer", "Yes Man", "The Hitchhiker's Guide to the Galaxy" gibi yapımlarda da önemli roller üstlenmiştir. Müzik kariyerine "She & Him" adlı folk-pop ikilisi ile başlayan Deschanel, şarkıcı ve şarkı yazarı olarak da başarılı bir şekilde kendini göstermiştir. Kendi bestelerini yapmış ve seslendirmiştir. Müzikal yetenekleriyle de dikkat çeken Deschanel, hem solo projelerde hem de diğer sanatçılarla işbirlikleri yapmıştır. Zooey Deschanel oynadığı filmlerden bazıları aşağıdaki gibidir.

• Almost Famous (2000): Deschanel, bu drama filmde Anita Miller karakterini canlandırmıştır. Film, 1970'lerin rock müzik sahnesinde geçer ve bir genç gazetecinin rock grubu ile olan deneyimlerini anlatır. Deschanel, filmdeki performansıyla dikkat çekmiştir.
• Elf (2003): Bu komedi filmi, Will Ferrell'in başrolünde olduğu ve Zooey Deschanel'in Jovie karakterini canlandırdığı bir yapım olarak bilinir. Film, bir insan olan Buddy'nin Kuzey Kutbu'ndan New York'a gelip Noel'in ruhunu yeniden canlandırma çabalarını konu alır. Deschanel, filmdeki rolüyle sevimli ve romantik bir karakteri başarıyla canlandırmıştır.
• (500) Days of Summer (2009): Bu romantik komedi-drama filmde Summer Finn karakterini oynamıştır. Film, aşkın karmaşıklıklarını anlatır ve başkarakter Tom'un Summer'a olan aşkını anlatır. Deschanel, filmdeki performansıyla övgü almıştır. Dolayısıyla Zooey Deschanel en iyi filmleri arasında yer almaktadır.
• The Hitchhiker's Guide to the Galaxy (2005): Bu bilim kurgu-komedi filmi, Douglas Adams'ın aynı adlı kitabından uyarlanmıştır. Deschanel, filmde Trillian karakterini canlandırmıştır. Film, dünyanın yok edilmesinin ardından başlayan galaktik maceraları konu alır.
• The Assassination of Jesse James by the Coward Robert Ford (2007): Deschanel, bu Western filmde Dorothy Evans karakterini oynamıştır. Film, Amerikan efsanevi figürü Jesse James'in yaşamının son dönemlerini ve ona ihanet eden Robert Ford'un hikayesini anlatır.
• Bridge to Terabithia (2007): Bu fantastik-drama filmde öğretmen Leslie Burke olarak yer almıştır. Film, iki genç arkadaşın hayal güçleriyle oluşturdukları gizli bir dünyaya olan maceralarını anlatır.
• Yes Man (2008): Bu komedi filmi, Jim Carrey'in başrolünde olduğu ve Zooey Deschanel'in Allison karakterini canlandırdığı bir yapım olarak bilinir. Film, hayatında her şeye "evet" demeye başlayan bir adamın yaşadığı komik olayları konu alır. Ünlü oyuncu, filmdeki rolüyle sevimli ve enerjik bir karakteri canlandırmıştır. En iyi Zooey Deschanel filmlerinden
• The Happening (2008): Bu gerilim filmi, Zooey Deschanel'in Alma Moore karakterini oynadığı bir yapım olarak bilinir. Film, doğanın insanlara karşı dönüşen gizemli bir saldırıyı konu alır.
• Our Idiot Brother (2011): Deschanel, bu komedi filmde Natalie karakterini canlandırmıştır. Film, naif ve iyi niyetli bir adam olan Ned'in kardeşleriyle olan ilişkilerini ve onların hayatlarına etkisini konu alır.

Zooey Deschanel, hem oyunculuk yeteneği hem de müzikal yetenekleriyle dikkat çeken bir isimdir. Sahne varlığı, sevimli ve etkileyici tarzıyla izleyicilerin ilgisini çekmektedir. Ayrıca samimi kişiliği ve mizah anlayışıyla da tanınır. Deschanel, kariyeri boyunca birçok ödül ve adaylık elde etmiş ve izleyiciler arasında büyük bir hayran kitlesi edinmiştir. Zooey Deschanel son filmi ise “Dreamin' Wild” şeklindedir.