2003年，凯拉·奈特莉在迪士尼出品的《加勒比海盗》中饰演女主角伊丽莎白·斯旺（Elizabeth Swann）。凯拉扮演的女主角是一名外表大家闺秀实际野性难驯的总督女儿。同年，凯拉和休·格兰特、科林·费斯等影星出演了《真爱至上》。2004年，凯拉和艾恩·格拉法德、克里夫·欧文主演了《亚瑟王》，在片中饰演格温妮维尔。2005年，凯拉和马修·麦克费登主演了改编自简·奥斯汀同名小说的电影《傲慢与偏见》，并获得了第78届奥斯卡金像奖最佳女主角提名。同年，凯拉还出演了《灵幻夹克》和《多米诺》两部影片。2006年7月7日，凯拉·奈特莉和约翰尼·德普、奥兰多·布鲁姆主演的《加勒比海盗：聚魂棺》在美国上映。2007年5月25日，凯拉和约翰尼·德普、奥兰多·布鲁姆主演的《加勒比海盗：世界的尽头》在美国上映。同年9月7日，凯拉与詹姆斯·麦卡沃伊、西尔莎·罗南主演的《赎罪》在英国上映。此外，凯拉还出演了一部名叫《绢》（Silk）的影片。2008年，凯拉和西耶娜·米勒主演影片《爱的边缘》。同年9月3日，凯拉·奈特莉和拉尔夫·费因斯主演的《公爵夫人》在英国上映。2010年，凯拉和萨姆·沃辛顿、伊娃·门德斯主演影片《一夜迷情》。同年9月，凯拉和凯瑞·穆丽根、安德鲁·加菲尔德主演了《别让我走》。11月26日，凯拉和柯林·法瑞尔主演的犯罪剧情片《伦敦大道》在英国上映。
2014年，凯拉在派拉蒙出品的谍战动作大片《一触即发》中饰演男主角杰克·莱恩（克里斯·派恩 饰）的未婚妻。同年与科洛·莫瑞兹、山姆·洛克威尔主演影片《永远十六岁》。11月14日，凯拉同本尼迪克特·康伯巴奇、马修·古迪主演的传记片《模仿游戏》在英国上映。2015年1月15日，凯拉凭借《模仿游戏》获得第87届奥斯卡金像奖最佳女配角提名。同年9月参演登山电影《绝命海拔》，在片中扮演杰森·克拉克的妻子。此外还与马特·瑞安合作百老汇话剧《红杏出墙》。2016年2月10日，凯拉·奈特莉加盟《附属美人》，影片定档12月16日上映。
凯拉·奈特莉年少成名，野路子出身的奈特莉必需靠自学磨练演技，她的表演学校就是片场。与她合作过的导演都称赞她有活力、有自信，有“星”相。从2007年到2012年，她都是英国影坛最有票房号召力的面孔。不过，她曾有诵读困难症，受社交恐惧所累，经济上亦有着强烈的不安全感。用她自己的话说，她只是一个来自特丁顿、工作卖力的女演员，运气还不错。她也是一个很容易让人分心的采访对象。举手投足有一种清新之美，不设防，不世故，但对什么样的问题应该回答，什么样的问题绝口不谈，她心里清楚得很。
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