Naomi zapragnęła zostać aktorką kiedy jako 12 latka obejrzała film “Sława”. Za zgodą mamy wzięła udział w castingu do reklamy bikini, lecz na niewysoką, kościstą blondynkę nikt nie zwrócił uwagi. Podczas właśnie tego castingu zaprzyjaźniła się z rudowłosą dziewczyną, która zaproponowała Naomi by razem wróciły do domu. Tak rozpoczęła się trwająca do dziś przyjaźń Watts z Nicole Kidman. W 1991 obie zagrały w filmie “Randa na przerwie”. Ten film zadecydował o późniejszej pozycji przyjaciółek w branży filmowej: Nicole dostała jedną z głównych ról, Naomi stanowiła tylko tło. Kiedy Kidman przeprowadziła się do Ameryki a jej kariera nabierała rozpędu, dla Watts przeprowadzka do Hollywood była nieosiągalnym marzeniem. Po wyjechaniu do Los Angeles w 1993 Naomi grała w podrzędnych filmach, które nie zdobywały zbyt dobrych recenzji. Sytuacja zmieniła się za sprawą filmu Davida Lyncha “Mulholland Drive” gdzie zagrała główną rolę. Następnie wystąpiła w remake’ach japońskich horrorów “Ring” i “Ring 2” które wyniosły ją do czołówki Hollywoodzkich gwiazd. Kolejnym przełomowym dla Naomi filmem było “21 gramów” w reżyserii Alejandra Inarriitu. Za rolę w “21 gramach” została nominowana do Oscara i nagród BAFTA. Rola w “King Kongu” to ostateczny dowód, że gwiazda znalazła się w wąskim gronie najlepszych.