Лунгин ворвался в кинематограф поздно, но стремительно: призы на крупнейших кинофестивалях, признание зрителей и положительные отзывы критиков закрепили за ним славу успешного режиссера. Свой первый фильм он снял лишь в 40 лет. К этому времени режиссер уже успел окончить отделение структурной и прикладной лингвистики МГУ, Высшие курсы сценаристов и режиссеров и написать несколько сценариев для кинокартин.

Дебют Лунгина-сценариста состоялся в 1976 году, когда на экраны вышел семейный фильм Валентина Горлова «Все дело в брате». Прошло еще 14 лет, появились еще шесть лент, где Павел Лунгин был автором сценария, прежде чем зрители увидели его первую картину «Такси-блюз» — драму о дружбе двух столь непохожих людей: безвольного музыканта и практичного таксиста.

Первый фильм принес Лунгину успех, на который тот даже не рассчитывал. Картина получила сразу две награды на Каннском фестивале: приз за лучшую режиссуру и приз экуменического жюри.

«…«Такси-блюз», первый сценарий, который соответствовал мне и моему внутреннему миру. Первый, написанный не на заказ — я писал о себе, о своих ощущениях. И как-то освободился. <…> С перестройкой в стране начались перемены и в моей собственной жизни. Как режиссер я несколько неожиданно для себя самого снял фильм. Попал в Канны, взял приз. Я был к этому внутренне не готов. И как бы на ощупь пошел по этой жизни».

Фильм оказался дебютным не только для режиссера, но и для исполнителя одной из главных ролей — Петра Мамонова. До этого эксцентричный музыкант сыграл лишь небольшую роль в фильме Рашида Нугманова «Игла». За работу над образом саксофониста Леши Мамонов был номинирован на премию «Ника», но приз в тот год достался Иннокентию Смоктуновскому.

Следующая режиссерская работа Павла Лунгина — фильм «Луна-парк» — также попала в программу Каннского фестиваля. Картина участвовала в основном конкурсе, но в Каннах призов так и не получила, зато стала обладателем нескольких других наград.

Однако среди рецензентов были и те, кто обвинял его в потворстве Западу: мол, снимает режиссер на деньги французских продюсеров фильмы о том, как плохо живется в его родной стране. До «Бедных родственников» включительно картины Лунгина действительно были созданы при поддержке французских инвесторов, однако это не мешало режиссеру работать с материалом именно так, как того хотелось ему самому.

«Проблематика «Луна-парка» по сравнению с фильмом «Такси-блюз» носит гораздо более советский характер. Я думаю, именно отечественная укорененность и не удовлетворила западных почитателей Лунгина. В результате «Луна-парк» в западном прокате пользуется куда меньшим успехом, чем «Такси-блюз». Притом что сам по себе не менее интересен».

В 2005 году Павел Лунгин взялся за проект «Дело о «Мертвых душах» — телесериал, созданный по мотивам сразу нескольких произведений Гоголя: «Ревизора», «Мертвых душ», «Записок сумасшедшего» и др. Сценарий к своей «Гоголиаде» он писал с Юрием Арабовым. Фильм ругали за неуважительное отношение к текстам автора, пошлость и поверхностность истории, редкие критики видели в этой работе сознательное снижение образно-смыслового строя и отмечали игру актеров.

Негативное в большей степени отношение к «Делу о «Мертвых душах» не остановило Лунгина, и уже через год на экраны вышла драма «Остров», которая сделала режиссера известным далеко за пределами узкого круга любителей авторского кино. Это был первый проект, который режиссер снял не по собственному сценарию — текст для «Острова» написал студент мастерской Юрия Арабова Дмитрий Соболев, — и второй совместный фильм Лунгина и Мамонова.

Режиссер создал для любимого актера новое амплуа, превратив его из рок-музыканта, беснующегося на сцене, в святого старца, а потом сам же это амплуа разрушил, пригласив на главную роль в другом фильме — «Царь».

«Грозного я в Мамонове увидел во время съемок «Острова» в той сцене, где он сжигает сапоги настоятеля. Я увидел какую-то жестокость, неистовство, это лицо, эти глаза… и начал думать об Иване Грозном.
Конечно, ему было тяжело во время съемок «Царя». После роли отца Анатолия он хотел играть доброго правителя. Если мы не снимали, он как волк ходил по площадке, думал, кто же он есть».

На роль положительного героя Лунгин пригласил Олега Янковского — «Царь» стал его последней киноработой.

Необычным режиссерским опытом для Павла Лунгина стала картина «Дирижер» — музыкальная драма, в основу которой положена оратория «Страсти по Матфею». Фильм попал в прокат всего на 100 копиях и был показан по телевидению накануне Пасхи. В 2015 году режиссер вновь вернулся к формату телесериала, взявшись за съемки «Родины» — ремейка одноименного американского телепроекта.

Павел Лунгин постоянно экспериментирует — с актерами, примеривая, казалось бы, нехарактерные для них роли; с темами, рассказывая зрителям то о современной Москве, то о Соловках, то о Париже начала XX века; с жанрами, как четки, перебирая семейные мелодрамы, исторические драмы, триллеры, биографии.