Uloge u filmskim hitovima poput "Nebo boje vanilije", "Voleći Pabla", "Mandolina kapetana Correllija" i "Bijeli prah" Penelope su vinule među zvijezde, a 2008. godine osvojila je i Oscara za najbolju sporednu glumicu za ulogu u filmu "Vicky Cristina Barcelona".
Na snimanju "Neba boje vanilije" dogodila joj se i romansa s kolegom slična prezimena, Tomom Cruiseom, s kojim je bila u vezi od 2001. do 2004. godine. U vrijeme snimanja filma Tom je bio u braku, no Španjolka je inzistirala na tome da se među njima nije ništa dogodilo dok se nije razveo od Nicole Kidman.
Vezu s Bardemom potvrdila je tek na crvenom tepihu dodjele nagrada Goya 2010., iste godine kada su se i vjenčali, a par je do tada u vezi već bio tri godine.
Uz zavidnu glumačku karijeru, Penelopi je njezin izgled donio i ugovore s brojnim luksuznim brendovima, uključujući i modnu kuću Chanel čije je zaštitno lice već godinama, a i danas su sve oči uprte u nju gdje god se pojavi.
Kako je izgledala na svojim glumačkim počecima i koliko se s godinama (nije) promijenila, pogledajte u našoj galeriji.