Prvič je nase opozoril z dokumentarnim filmom Noč in megla (Nuit et brouillard) leta 1955, v katerem se je osredotočil na nacistična koncentracijska taborišča.

Resnais je bil je eden najbolj znanih eksperimentatorjev na področju filma. Znan je postal s svojimi zgodnjimi filmi Hirošima, ljubezen moja (1959) in Lani v Marienbadu (1961).

S svojimi filmi je bil redno prisoten na filmskih festivalih od Cannesa do Berlina in za svoje delo prejel številne nagrade. Za svoj zadnji film Ljubiti, piti in peti je prejšnji mesec na Berlinalu osvojil srebrnega medveda za film, ki odpira nove perspektive. Leta 2009 pa je na festivalu v Cannesu prejel tudi nagrado za življenjske dosežke.

Ustvarjal je več kot šest desetletij. Kot je povedal producent njegovih zadnjih filmov Jean-Luis Livi, ki je medijem tudi sporočil novico o njegovi smrti, je v zadnjem času pripravljal scenarij za nov film.