Ihr Spielfilmdebüt gab sie 1989 mit Demasiado viejo para morir joven, für das sie auch das Drehbuch schrieb. Zwar als beste Nachwuchsregisseurin für den Goya nominiert, erschien ihr nächster Film erst 1996 mit Things I Never Told You. Das mehrfach ausgezeichnete Drama begeisterte Kritiker unter anderem durch Lili Taylor und Andrew McCarty in den Hauptrollen.

Der Durchbruch gelang Coixet mit Mein Leben ohne mich aus dem Jahr 2003. Das von ihr verfasste Drehbuch des Films behandelt eine junge Frau, die erfährt, dass sie todkrank ist, und die in ihrer verbleibenden Zeit noch Dinge erledigen will, die sie bisher nicht getan hat. Bei den Goyas 2006 dominierte ihr nächster Film Das geheime Leben der Worte. Er gewann in den Kategorien „Bester Film“, „Beste Regie“, „Bester Produzent“ und „Bestes Original-Drehbuch“. Ihr Film Eine Karte der Klänge von Tokio nahm am Wettbewerb der 62. Filmfestspiele von Cannes 2009 teil und sie wurde für ihre Leistung mit dem Prix Vulcain de l’artiste technicien ausgezeichnet.