1966年，林奇执导首部短片《六人患病》。短片以救护车鸣笛为背景音乐，描绘了六个卡通人物患病呕吐的连续画面。《六人患病》是林奇第一次尝试制作短片，而这次创作形式的转变来自于他“让画作动起来”的想法。

1970年，林奇执导剧情短片《祖母》。在影片中，林奇刻画了一位想要逃离父母虐待的男孩，他找到奇怪的种子播种在泥土里，种子最终长成了和蔼的祖母，为男孩带来期盼已久的关爱。

1977年，林奇执导首部长片《橡皮头》。该片由杰克·南斯、夏洛特·斯图尔特等主演。在影片中，主角斯宾塞来到阴沉的工业小镇，被迫与拥有怪异家庭的女友结婚，成为畸形儿父亲，最终异常焦虑恐惧的斯宾塞亲手肢解了婴儿。

1980年，林奇执导传记电影《象人》。影片中象人的形象以19世纪英国 “象人” 梅里克为原型，由菲利普·安格里姆饰演。该片讲述了外科医生从利欲熏心的马戏团老板手中营救饱受虐待的天生畸形症患者象人梅里克，使受尽非人待遇的梅里克终于作为人类感受到人与人之间温暖的故事。林奇凭借《象人》入围第53届奥斯卡最佳导演奖。

1984年，林奇执导科幻电影《沙丘》，由肖恩·杨、帕特里克·斯图尔特等主演。《沙丘》改编自弗兰克·赫伯特所著同名科幻小说，讲述了在未来时代，宇宙之王沙丹四世的侄子保罗为父复仇、反抗强权、解放世界的故事。林奇本人并不喜欢这部作品。他认为没有最终剪辑权使得影片时长缩水，导致了《沙丘》的失败，也让他成为了被攻击的靶子。至今，他也不太愿意提及这部电影，甚至表示没有兴趣观看丹尼斯·维伦纽瓦拍摄的新版《沙丘》。后者预计于2021年上映。

1986年，林奇执导惊悚电影《蓝丝绒》。该片由伊莎贝拉·罗塞里尼、凯尔·麦克拉克伦等主演，讲述了大学生杰弗里回故乡小镇途中因发现一只人耳进入一项性虐待案件调查，逐渐发现安宁小镇龌龊肮脏一面的故事。该片使林奇获得1987年奥斯卡金像奖最佳导演提名。

1990年，林奇执导公路电影《我心狂野》。该片根据巴里·吉福德同名小说改编，由尼古拉斯·凯奇、劳拉·邓恩等主演。影片中国，因杀人被捕入狱的塞勒被释放后与女友罗拉不顾女方母亲反对，坚持结婚，不得不在私奔途中躲避女方母亲雇佣的侦探的追踪。该片获得第43届戛纳电影节金棕榈奖。

1990年，林奇自编自导悬疑剧《双峰》，由凯尔·麦克拉克伦、雪莉·李、陈冲等主演，讲述FBI探员库珀在双峰镇调查女中学生劳拉被谋杀的案件的故事。该剧横扫1990年艾美奖，并获得1991年美国金球奖最佳剧集奖，林奇本人也因此登上《时代》杂志封面。2017年，林奇执导悬疑剧《双峰》（第三季），讲述被困于红房间的库珀重新回到人间，在双峰镇居民皆已老去的时空中，调查诡异的谋杀案件的故事。第三季结束后，林奇表示已经有了下一部的灵感，表达了继续续拍这一系列的兴趣。

1997年，林奇执导悬疑惊悚电影《妖夜慌踪》，由比尔·普尔曼等主演。这部影片被称为林奇拍得最混乱的一部电影。该片讲述爵士乐手弗雷德因被控杀妻入狱却在监狱中莫名其妙变成了另一个人，获释后和与妻子长相一模一样的女人之间纠缠的故事。

1999年，林奇执导剧情电影《史崔特先生的故事》，由理查德·法恩斯沃斯等主演。影片中，史崔特先生早年与兄弟产生矛盾，因听闻对方病重决定修补裂痕，驾驶割草机驶向威斯康辛州的路途中，遇到了各式各样人与故事。本片虽然延续使用了公路片的框架，但是叙事手法一改林奇的诡谲风格，被视为其叙事最为朴实内敛、直接简单的电影。《史崔特先生的故事》获得第12届欧洲电影奖环球银幕奖 。

2001年，林奇执导悬疑电影《穆赫兰道》，由娜奥米·沃茨、劳拉·哈灵、贾斯汀·塞洛克斯等主演。本片讲述了在好莱坞追梦的女演员贝蒂遇到在穆赫兰道上遭遇车祸后失忆的丽塔，两人展开一段梦境与现实交织的冒险故事。林奇凭借此片获得第54届戛纳电影节最佳导演奖。

2006年，林奇自编自导悬疑电影《内陆帝国》，由劳拉·邓恩、杰里米·艾恩斯等主演。该片讲述了女演员妮基在拍摄影片时过于投入角色，以致于角色开始潜入她的意识中、与真实的本人产生混淆的故事。《内陆帝国》获得第63届威尼斯电影节未来数字电影奖。同年，林奇获得第63届威尼斯电影节终身成就金狮奖。