Filmová a televizní kariéra
„Bruce Všemohoucí“, „Moderátor: Legenda Rona Burgundska“
To znamenalo řešit filmy jako jako komedie z roku 2003 Bruce Všemohoucí v hlavní roli s Jimem Carreym a její pokračování z roku 2007 Evan Všemohoucí, kde se Carell ujala vedení. Více vtipů přednesl vtipnými doprovodnými vystoupeními jako hlasatel Brick Tamland ve filmu Předchůdce: Legenda o Ronovi Burgundsku (2004), v hlavní roli Will Ferrell a jako strýček Arthur ve filmu Okouzlený (2005), ve filmu Ferrell a Nicole Kidman.
„40letá panna“, „Malá slečna Sunshine“
Také v roce 2005 se Carell stala hvězdou letní komedie – 40letá panna, film, který napsal společně s režisérem Juddem Apatowem, celosvětově vydělal více než 177 milionů dolarů. Poté si zahrál pochmurnější postavu v nezávislém komediálním hitu Malá slečna Sunshine (2006), o nefunkční rodině na výletě na soutěž krásy. Mezi navazující filmy patřily Dan ve skutečném životě (2007), Horton Hears a Who (2008), Chytrý (2008), Date Night (2010), Despicable Me (2010) a Crazy, Stupid, Love (2011).
Nominace na Oscara za „Foxcatchera“
Když se Carell obrátila k vážnému a znepokojivému dramatu, ztvárnila vraha Johna du Pont (někdy hláskovaného „DuPont“) ve filmu Foxcatcher (2014). Carellova role, za kterou herec získal nominace na Oscara, Zlatý glóbus a SAG, ukazuje vztah dědice DuPont Co. s bratry olympijských zápasníků Markem a Davidem Schultzem – hrají Channing Tatum a Mark Ruffalo – před tragickou vraždou Davida v rukou du Pont v roce 1996.
„Minions“, „Freeheld“, „The Big Short“
Po otočení v animovaném spinoff Minions se Carell objevila v další dva projekty na podzim roku 2015. Freeheld viděl Carell hrát aktivistku za práva homosexuálů, která pomáhala lesbickému páru odepřít jejich důchod, zatímco The Big Short od Adama McKaye představoval herce jako nestálého manažera zajišťovacích fondů, který se podílí na narušení trhu s neplacenými půjčkami domů. The Big Short byl nominován na čtyři Zlaté glóby, včetně kývnutí na nejlepší film, muzikál nebo komedii. Carell si vysloužil nominaci na hlavního herce spolu s Christianem Baleem.
„Angie Tribeca“, „Battle pohlaví “
V lednu 2016 Carrel a jeho manželka uvedli Angie Tribeca , komediální seriál s policejní tematikou na TBS, kde v hlavní roli hraje Rashida Jones. Následující rok, on dělal vlny po boku Emmy Stone v Battle of the Sexes, o nechvalně známém tenisovém zápase z roku 1973 mezi Bobbym Riggsem a Billie Jean King. Carell i Stone získali za své výkony nominace na Zlatý glóbus.
„Vice“, „The Morning Show“, „Space Force“
Carell pokračuje ve své snaze o dramatické projekty a spolupracuje hrál ve filmech Last Flag Flying (2017), jako truchlící veterán z války ve Vietnamu, a Beautiful Boy (2018), jako otec bojující s drogovými závislostmi svého syna. Později téhož roku se vrátil k McKayovi a Baleovi za Vice, kde hrál George W. Bushův ministr obrany Donald Rumsfeld. V listopadu 2019 se Carell vrátila na malou obrazovku seriálu Apple TV + The Morning Show po boku Jennifer Aniston a Reese Witherspoon a v květnu následujícího roku se stala hvězdou hvězdné komedie Netflix o celovečerním filmu Space Force.