На счету Тони Гилроя две номинации на «Оскар» в категориях «Лучший режиссёр» и «Лучший сценарий» за его дебютную режиссёрскую работу «Майкл Клейтон». Также эту картину отметила Британская академия и Венецианский кинофестиваль, представив Гилроя среди номинантов в категории «Лучший сценарий».
Он является автором сюжетов голливудских блокбастеров «Адвокат дьявола», «Армагеддон», «Доказательство жизни», а также всех трёх кинолент про Джейсона Борна – «Идентификация Борна», «Превосходство Борна» и «Ультиматум Борна».
Тони Гилрой написал десятки сценариев к лучшим картинам Голливуда. Его секрет в классическом приёме хронологического построения сюжета по принципу «настоящее – прошлое – настоящее». То есть когда сюжет доходит до кульминационного момента, автор возвращается на пару дней назад, чтобы вновь прийти к «сегодняшнему» дню.
В 2007 году состоялся режиссёрский дебют Тони Гилроя. Он выпустил на экраны драматическую картину «Майкл Клейтон», которая получила семь номинаций на премию «Оскар», оглушительный успех по всему миру и кассовые сборы в размере восьмидесяти шести миллионов долларов. В своей работе Гилрой задействовал известных голливудских актёров: Джорджа Клуни, Тильду Суинтон и Тома Уилкинсона.
В 2009 году вышел его второй фильм, романтическая комедия «Ничего личного», съёмки которой проходили в Риме с участием Джулии Робертс и Клайва Оуэна.
Журналисты часто спрашивают Гилроя, что заставило его задуматься о деле режиссёра после оглушительного успеха всех его работ в качестве сценариста: «Считайте, что точка отсчёта случилась десять лет назад. Тейлор Хекфорд и я сделали три совместных проекта, и это был потрясающий дуэт. Наши отношения всё больше напоминали братские, а я знал наизусть все нюансы съёмок. Я мог заменить кого угодно: оператора, режиссёра, редактора, монтажёра, актёра. Когда закончилась наша совместная работа над фильмом «Доказательство жизни», начались какие-то разногласия, мы никак не могли договориться об окончательной версии. В этот момент я понял – мне надоело быть в тени. Понимаете, я вкладывал частицу себя в каждую картину, но при этом чётко осознавал, что фильм не мой. Я был бы по-настоящему счастлив, только если бы выступил в обеих ролях: сценариста и режиссёра. Тогда, десять лет назад, я задумался об этом, а семь лет назад начал писать сценарий «Майкла Клейтона». Семь лет! Поверьте, я выбрал не самый лёгкий путь. Гораздо проще было бы написать за это время пять экшн-сюжетов и заработать на них много денег. Номинации на «Оскар» – лучшее доказательство того, сколько сил я вложил в свою первую работу, чтобы с чистой совестью назвать её «моим фильмом».