En 1993, elle évoque, dans Etreinte (Ni Tsutsumarete), la recherche de son père qui l'a abandonnée lorsqu'elle était enfant : le film obtient le Prix d'Encouragement de l'Image Forum Festival. Au Festival International du Documentaire de Yamagata en 1995, Etreinte remporte une mention spéciale de la FIPRESCI, tandis que Katatsumori, portrait de la grand-mère qui l'a élevée, décroche le Prix d'Excellence au New Asia Currents Festival. En 1997, elle tourne This World en 8 mm, qui retrace sa correspondance avec le réalisateur Hirokazu Kore-eda.

Naomi Kawase écrit et réalise son premier long métrage de fiction, Suzaku, qui gagne le prix de la FIPRESCI en 1997 au Festival du Film de Rotterdam, le Prix de la Meilleure Actrice au Festival du Film de Singapour et la Caméra d'Or au Festival de Cannes. La même année, elle signe Kaléidoscope, portrait de six groupes de personnes âgées vivant dans les montagnes de Nishi-Yoshiro qui remporte la Mention Spéciale au Festival Vision du Réel. Un an plus tard, ce même Festival organise une rétrospective d'une dizaine de ses films, dont notamment Manguekyo (présenté au Festival du Film de Rotterdam). Hotaru est présenté en Compétition Officielle au Festival du Film de Locarno, où il décroche le prix de la FIPRESCI et celui de la CICAE.

En 2002, deux rétrospectives de son œuvre ont lieu, à la fois au Festival d'Alba, en Italie, et à la Galerie du Jeu de Paume de Paris. En 2003, son troisième long métrage, Shara, est sélectionné en Compétition Officielle à Cannes. Naomi Kawase vient d'achever le tournage d'un documentaire sur sa grossesse et son accouchement. Elle donne naissance à sa fille l'année suivante. Cannes est un théâtre qui lui réussit bien puisque La Forêt de Mogari (2007), son quatrième long-métrage de fiction, reçoit le Grand Prix du jury lors de la 60e édition du festival. La cinéaste multiplie dès lors les expériences internationales, tournant avec la Thaïlande (Nanayo -2008-, avec l'acteur français Grégoire Colin), l'Espagne ( pour le documentaire court In Between Days -2009-) et rejoignant le film sud-coréen à sketches Eo-ddeon bang-moon (2009), auprès de Hong Sangsoo.

Elle effectue son retour cannois en 2011 avec une nouvelle fiction tournée à Nara, Hanezu, l'esprit des montagnes, l'histoire d'un triangle amoureux inspiré d'anciens poèmes japonais. Décidément habituée de la croisette, elle présente en 2014 en compétition officielle, son dernier film, Still the Water.

En 2016, Les Délices de Tokyo sort dans les salles françaises.