Sur petit écran, elle a interprété le rôle d’une psychiatre de la DGSE dans la série Le Bureau des légendes (2015-2017), puis le rôle d’une astrophysicienne de l’IRAM dans la série La Guerre des mondes (2019-2022). En 2023, elle est ministre des Affaires étrangères dans la série politique Sous Contrôle.
Au cinéma, son talent est pleinement révélé par son interprétation d'une mère aux prises avec la violence de son mari dans Jusqu'à la garde de Xavier Legrand, performance qui lui vaut le César de la Meilleure Actrice en 2019. Ce prix vient couronner une filmographie riche, jalonnée de collaborations avec de nombreux réalisateurs de renom. On la retrouve notamment dans des œuvres fortes et singulières comme La Chambre bleue (2014) de Mathieu Amalric, Le Monde d'hier (2022) de Diastème ou L'Été dernier (2023) de Catherine Breillat, rôle audacieux pour lequel elle fut à nouveau nommée aux César.
Léa Drucker excelle également dans des registres plus légers, comme en témoignent ses rôles dans les comédies de Julien Rambaldi (Les Meilleurs amis du monde, 2010 ; C’est la vie, 2021 et Les Femmes du square, 2022) ou chez Quentin Dupieux (Incroyable mais vrai, 2022).