Alkuura (1999–2006):
* Y Tu Mamá También (2001) - Hänen läpimurtoroolinsa, joka ansaitsi kansainvälisen tunnustuksen.
* Frida (2002) - näyttelee Alexia, Frida Kahlon rakastajaa.
* Dirty Dancing:Havana Nights (2004) - Hän näytteli Javieria, lahjakasta nuorta tanssijaa.
* Terminaali (2004) - Pienempi rooli Tom Hanksin rinnalla.
* Rikollinen (2004) - Rikosdraama John Travoltan rinnalla.
* Melquiades Estradan kolme hautausta (2005) - Voimakas esitys meksikolaisena karjankasvattajana, joka etsii oikeutta.
Uusimmat työt (2007 - nykyhetki):
* Maito (2008) - Kannattava rooli tässä kehutussa elämäkertaelokuvassa.
* Elysium (2013) - Scifi-toimintaelokuva yhdessä Matt Damonin kanssa.
* Rogue One:A Star Wars Story (2016) - Tärkeä rooli kapteeni Cassian Andorina.
* Narcos:Meksiko (2018-2021) - Päärooli Miguel Ángel Félix Gallardona.
* Star Wars:Andor (2022-2023) - Toistaa roolinsa Cassian Andorina tässä Disney+ -sarjassa.
* Boba Fettin kirja (2022) - Camo-esiintyminen tässä Disney+ -sarjassa.
Muut merkittävät elokuvat:
* Rudo y Cursi (2008) - Komedia kaksoisveljistä, joista tulee ammattilaisjalkapalloilijoita.
* Moottoripyöräpäiväkirjat (2004) - Elämäkerta Che Guevaran varhaisista matkoista.
* Once Upon a Time in Meksiko (2003) - Osa tässä toimintaelokuvassa.
Tämä ei ole tyhjentävä luettelo, mutta se korostaa joitain Diego Lunan suosituimpia ja arvostetuimpia rooleja. Hän on monipuolinen näyttelijä, joka on työskennellyt eri genreissä ja kielissä ja vakiinnuttanut asemansa kansainvälisen elokuvan johtohahmona.