É o principal nome entre os cineastas surgidos na década de 1990, e certamente o mais conhecido no mercado internacional. Seu terceiro longa-metragem, Central do Brasil (1998), acumulou mais de 40 prêmios, entre eles o Urso de Ouro de melhor filme e o Urso de Prata de melhor atriz no Festival de Berlim de 1998, além do Globo de Ouro de melhor filme em língua estrangeira em 1999. Central ainda ficou entre os cinco finalistas para a disputa do Oscar em 1999 e recebeu uma rara indicação para uma atriz não-americana, Fernanda Montenegro. Diretor de comerciais, documentarista e diretor de programas de televisão, estreou no longa-metragem com A grande arte (1991). A partir de Terra estrangeira (1995), codirigido com Daniela Thomas, passou a incorporar técnicas documentais ao seu trabalho de ficção. Depois do sucesso de Central do Brasil, foi convidado pelo canal francês Arte para realizar um filme sobre a virada do milênio: O primeiro dia (2000), codirigido com Daniela Thomas, e também exibido nos cinemas. Pouco depois realizou Abril despedaçado (2001), selecionado para o Festival de Veneza e indicado ao Globo de Ouro de filme estrangeiro. Na Videofilmes, empresa fundada em 1985 em parceria com seu irmão, o documentarista João Moreira Salles, vem produzindo filmes de novos diretores, como Lavoura arcaica (2001), de Luiz Fernando Carvalho, Cidade de Deus (2002), de Fernando Meirelles, Cidade Baixa (2005), de Sérgio Machado, Madame Satã (2002), de Karim Aïnouz, entre outros títulos. Em 2001 participou do júri do Festival de Berlim e, em 2002, do júri do Festival de Cannes. Dirigiu a produção panamericana Diários de motocicleta (2004), sobre as viagens de Che Guevara pela América Latina antes da revolução cubana, e o drama de horror Água negra (2005), produção americana da Touchstone Pictures e Buena Vista Entertainment, estrelado por Jennifer Connelly e Tim Roth. Dirigiu ainda dois curtas-metragens, um ao lado de Daniela Thomas, que integra o longa Paris, je t’aime(2006), composto por filmes de 20 cineastas do mundo inteiro, selecionado para abrir a mostra Um Certo Olhar do Festival de Cannes; e outro para o longa Cada um com seu cinema (2007), composto por 33 filmes de importantes cineastas internacionais, feito sob encomenda do próprio Festival de Cannes. Entre 2007 e 2008, dirigiu o longa Linha de passe, novamente com Daniela Thomas e produziu o longa argentino Leonera, de Pablo Trapero. Os dois filmes foram selecionados para a competição oficial do Festival de Cannes 2008, de onde a atriz Sandra Corveloni, protagonista de Linha de passe, saiu com o prêmio de melhor atriz. Foi convidado pelo cineasta americano Francis Ford Coppola a dirigir uma adaptação para o cinema de Na estrada (On the Road), clássico da literatura beatnik de Jack Kerouac, e durante uma viagem para preparação do roteiro do filme, rodou o documentário Searching for on the road, em fase de finalização. Depois de On the road, seu próximo projeto será a história de uma fugitiva de um campo de concentração nazista que vem parar no Brasil, e que terá Fernanda Montenegro como protagonista.