Seberg upptäcktes av filmregissören Otto Preminger, som lanserade henne i ”Saint Joan” (1957) och ”Ett moln på min himmel” (1958). Sin mest minnesvärda roll gjorde hon i Jean-Luc Godards gangsterfilmspastisch ”Till sista andetaget” (1960), men även rollen i Robert Rossens ”Lilith” (1964) hör till hennes främsta insatser.