20世纪80年代起，林超贤担任陈嘉上的副导演，两人一同制作了《》、《》等一系列电影作品。

1997年，时年33岁的林超贤独力执导了电影处女作《G4特工》。

1998年，与陈嘉上联合执导了警匪片《野兽刑警》，影片上映后引发关注并获得第18届香港金像奖最佳影片，林超贤与陈嘉上共同获得最佳导演奖。

2000年，执导了反类型黑色幽默电影《江湖告急》，影片上映后受到好评，获得第20届香港电影金像奖最佳影片、最佳男主角等四项提名。

2001年，先后执导了动作片《》和《》，前者反响平淡，后者动作场面比较火爆，且内容触及惨烈的同胞情意，较受好评。

2004年，执导了由郭富城、陈奕迅、主演的动作电影《》，该片是林超贤的作品首次在内地大规模公映。

2008年，与、合作了警匪片《证人》，该片不仅票房不俗，而且在内地、香港、台湾都收获好评，张家辉凭借该片获得最佳男主角奖和最佳男主角。

2010年，再度与张家辉、谢霆锋等《证人》原班人马合作，拍摄了警匪片《》，该片获第30届香港电影金像奖最佳影片、最佳导演提名。

2012年，携、谢霆锋拍摄了枪战动作片《》，林超贤在剧中首次担任动作指导，并因此获得最佳动作指导提名。

2013年，与张家辉再次合作，拍摄了讲述综合格斗的动作电影《激战》，该片获第33届香港电影金像奖颁奖包括最佳影片、最佳导演、最佳男主角在内的11项提名，并入围了第26届东京国际电影节世界焦点单元。

2014年，执导了根据"徐步高枪击案"改编，张家辉、吴彦祖领衔主演的犯罪电影《》，该片入围第64届柏林国际电影节全景单元。

2016年，执导了根据“”改编，、、等主演的警匪动作电影《湄公河行动》。 

2018年2月16日，其执导军事动作电影《》在中国内地上映。6月，执导的电影《红海行动》在第17届纽约亚洲电影节(NYAFF)展映。8月10日，凭借电影《红海行动》入围第34届最佳导演奖。同年，获得纽约亚洲电影节最佳动作片导演奖  ；11月10日，凭借《红海行动》获得最佳导演奖；11月11日，其执导的电影《》正式开机  。12月8日，凭借《红海行动》获优秀导演奖。

2019年11月23日，凭《》获最佳导演奖。