2003年，凱拉·奈特莉在迪士尼出品的《加勒比海盜》中飾演女主角伊麗莎白·斯旺（Elizabeth Swann）。凱拉扮演的女主角是一名外表大家閨秀實際野性難馴的總督女兒。同年，凱拉和休·格蘭特、科林·費斯等影星出演了《真愛至上》。2004年，凱拉和艾恩·格拉法德、克里夫·歐文主演了《亞瑟王》，在片中飾演格溫妮維爾。2005年，凱拉和馬修·麥克費登主演了改編自簡·奧斯汀同名小說的電影《傲慢與偏見》，並獲得了第78屆奧斯卡金像獎最佳女主角提名。同年，凱拉還出演了《靈幻夾克》和《多米諾》兩部影片。2006年7月7日，凱拉·奈特莉和約翰尼·德普、奧蘭多·布魯姆主演的《加勒比海盜：聚魂棺》在美國上映。2007年5月25日，凱拉和約翰尼·德普、奧蘭多·布魯姆主演的《加勒比海盜：世界的盡頭》在美國上映。同年9月7日，凱拉與詹姆斯·麥卡沃伊、西爾莎·羅南主演的《贖罪》在英國上映。此外，凱拉還出演了一部名叫《絹》（Silk）的影片。2008年，凱拉和西耶娜·米勒主演影片《愛的邊緣》。同年9月3日，凱拉·奈特莉和拉爾夫·費因斯主演的《公爵夫人》在英國上映。2010年，凱拉和薩姆·沃辛頓、伊娃·門德斯主演影片《一夜迷情》。同年9月，凱拉和凱瑞·穆麗根、安德魯·加菲爾德主演了《別讓我走》。11月26日，凱拉和柯林·法瑞爾主演的犯罪劇情片《倫敦大道》在英國上映。
2014年，凱拉在派拉蒙出品的諜戰動作大片《一觸即發》中飾演男主角傑克·萊恩（克里斯·派恩 飾）的未婚妻。同年與科洛·莫瑞茲、山姆·洛克威爾主演影片《永遠十六歲》。11月14日，凱拉同本尼迪克特·康伯巴奇、馬修·古迪主演的傳記片《模仿遊戲》在英國上映。2015年1月15日，凱拉憑藉《模仿遊戲》獲得第87屆奧斯卡金像獎最佳女配角提名。同年9月參演登山電影《絕命海拔》，在片中扮演傑森·克拉克的妻子。此外還與馬特·瑞安合作百老匯話劇《紅杏出牆》。2016年2月10日，凱拉·奈特莉加盟《附屬美人》，影片定檔12月16日上映。
凱拉·奈特莉年少成名，野路子出身的奈特莉必需靠自學磨練演技，她的表演學校就是片場。與她合作過的導演都稱讚她有活力、有自信，有“星”相。從2007年到2012年，她都是英國影壇最有票房號召力的面孔。不過，她曾有誦讀困難症，受社交恐懼所累，經濟上亦有着強烈的不安全感。用她自己的話說，她只是一個來自特丁頓、工作賣力的女演員，運氣還不錯。她也是一個很容易讓人分心的採訪對象。舉手投足有一種清新之美，不設防，不世故，但對什麼樣的問題應該回答，什麼樣的問題絕口不談，她心裏清楚得很。
