Tidlig karriere (1999–2006):
* Y Tu Mamá También (2001) - Hans utbryterrolle, og ga ham internasjonal anerkjennelse.
* Frida (2002) - Spiller rollen som Alex, Frida Kahlos kjæreste.
* Dirty Dancing:Havana Nights (2004) - Han spilte Javier, en talentfull ung danser.
* Terminalen (2004) - En mindre rolle sammen med Tom Hanks.
* Kriminell (2004) - Et krimdrama sammen med John Travolta.
* De tre begravelser av Melquiades Estrada (2005) - En kraftig forestilling som en meksikansk rancher som søker rettferdighet.
Mer nyere arbeid (2007 – nåtid):
* Melk (2008) - En birolle i denne anerkjente biografien.
* Elysium (2013) - En science fiction actionfilm sammen med Matt Damon.
* Rogue One:A Star Wars Story (2016) - En stor rolle som kaptein Cassian Andor.
* Narcos:Mexico (2018-2021) - En ledende rolle som Miguel Ángel Félix Gallardo.
* Star Wars:Andor (2022-2023) - Gjentar rollen hans som Cassian Andor i denne Disney+-serien.
* Boba Fetts bok (2022) - En rollefigur i denne Disney+-serien.
Andre bemerkelsesverdige filmer:
* Rudo y Cursi (2008) - En komedie om tvillingbrødre som blir profesjonelle fotballspillere.
* The Motorcycle Diaries (2004) - En biografi om de tidlige reisene til Che Guevara.
* Det var en gang i Mexico (2003) - En del i denne actionfilmen.
Dette er ikke en uttømmende liste, men den fremhever noen av Diego Lunas mest populære og anerkjente roller. Han er en allsidig skuespiller som har jobbet på tvers av ulike sjangre og språk, og etablert seg som en ledende skikkelse innen internasjonal kino.