Дебютом в полнометражном кино стал фильм «Добряки». В 1980 году по сценарию Шахназарова была поставлена лирическая комедия «Дамы приглашают кавалеров».
В 1980-е годы Карен Шахназаров снимал ряд сюжетов для киножурнала «Фитиль».
Широкую известность Шахназарову как режиссёру и сценаристу принёс вышедший в 1983 году на экраны СССР музыкальный фильм «Мы из джаза». Эта лента, названная по опросу читателей журнала «Советский экран» лучшим фильмом года, была удостоена также нескольких международных призов.
Успешными стали и следующие фильмы, снятые режиссёром по собственным сценариям: «Зимний вечер в Гаграх» (1985) и «Курьер» (1986), «Город Зеро» (1988), Цареубийца» (1991), «Сны» (1993), «Американская дочь» (1995), «Яды, или Всемирная история отравлений» (2001), «Всадник по имени Смерть» (2004), «Палата № 6» (2009), «Белый тигр» (2012), «Анна Каренина. История Вронского» (2017) и другие.
С 1992 года Карен Шахназаров активно выступает в роли продюсера многих кинопроектов, в том числе других режиссёров. Например, «Белый король, красная королева» (1992) Сергея Бодрова-старшего, «Кто, если не мы» (1998) Валерия Приёмыхова, «Звезда» (2002) Николая Лебедева, «Дорога на Берлин» (2015) Сергея Попова, «Решение о ликвидации» (2018) Александра Аравина.
С 20 апреля 1998 года Карен Георгиевич — генеральный директор и председатель правления киноконцерна «Мосфильм».
Карен Шахназаров широко известен, как общественный деятель.
С 2006 по 2009 год — член Общественной палаты Российской Федерации. Являлся заместителем председателя Комиссии по развитию культуры, с 2008 года — председатель Комиссии по культуре.
С 2008 года — член попечительского совета Высшей школы телевидения МГУ.
Член правления Союза кинематографистов России. Член коллегии Министерства культуры Российской Федерации. Заместитель председателя Совета президента Российской Федерации по культуре и искусству. Член Правительственного Совета по развитию отечественной кинематографии. Член Общественной палаты Москвы. Член правления Национальной академии кинематографических искусств и наук России. Член Европейской киноакадемии. Член Совета директоров «Первого канала». С октября 2018 года — член Совета по общественному телевидению.
Из последних творческих проектов Карена Шахназарова, где он выступает в качестве сценариста и продюсера – криминальная мелодрама «Владивосток» (2021) режиссёра Антона Борматова и художественный фильм «Воздух» Алексея Германа-младшего, премьера которого состоится в 2023 году.
К юбилею режиссёра в «Москино» подготовили программу «Синематека: Карен Шахназаров». 8 и 9 июля в кинотеатрах сети пройдут показы культовых картин 1980-х годов: «Мы из джаза» (1983, 12+), «Зимний вечер в Гаграх» (1985, 12+), «Курьер» (1986, 16+), «Город Зеро» (1989, 18+).
Команда проекта «Московское кино в школе» поздравляет Карена Георгиевича с юбилеем! Желаем мэтру отечественного кинематографа здоровья и творческой активности на долгие годы, а поклонникам его таланта – приятного просмотра любимых фильмов!