Леонор Уотлинг начала актёрскую карьеру в 17 лет с эпизодических ролей в Испании. Международную известность ей принес фильм Педро Альмодовара «Поговори с ней», где она сыграла балерину, впавшую в кому. Роль получила высокую оценку критиков и зрителей, что способствовало развитию её карьеры за пределами Испании.
После этого актриса снялась во множестве фильмов, а также появлялась в телепередачах и сериалах. Несмотря на сдержанный публичный образ, на экране она способна играть яркие и откровенные роли, что отмечают её поклонники. В её карьере также присутствуют фотосессии с обнажёнными кадрами, подчеркивающие её профессиональную универсальность.