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1999年，细田守执导了战争动画片《数码宝贝剧场版光丘事件》，开始崭露头角。
2000年，执导由天神有海、藤田淑子合作配音的战争动画片《数码宝贝：我们的战争游戏！》。同年，受到吉卜力工作室的邀请成为动画片《哈尔的移动城堡》的导演，但是当时正处于《千与千寻》的制作末期，人手紧张，《哈尔的移动城堡》制作停顿。后来，细田守回到东映参加了《小魔女小魔女Doremi》第40话“どれみと魔女をやめた魔女”的制作。
2005年，细田守执导个人首部动画长片《航海王：祭典男爵与神秘岛》。
2006年7月，执导改编自筒井康隆同名小说的爱情动画片《穿越时空的少女》，该片讲述了以小说剧情发生20年之后的原创故事，获得第30届日本电影学院奖最佳动画电影。
2009年8月，执导以网络社会与现实家庭间的羁绊为主题的科幻动画片《夏日大作战》，该片由神木隆之介、樱庭奈奈美、富司纯子联手配音，传达了家庭的羁绊跟人与人的关系，获得第33届日本电影学院奖最佳动画电影奖。
2011年4月，细田守和与制作人斋藤优一郎一同创立的动画制作公司StudioChizu。
2012年7月，执导由宫崎葵、大泽隆夫合作配音的奇幻动画片《狼的孩子雨和雪》，并获得每日映画动画映画赏、文化町媒体艺术节动画部门大赏、横滨映画祭审查员特别赏等多个奖项，是继2007年《穿越时空的少女》、2010年《夏日大作战》之后第三次获得东京动画节“年度动画奖”。
2015年，执导以人类世界的边界“涩谷”与妖怪世界的边界“涩天街”为舞台的动作动画片《怪物之子》，由役所广司、宫崎葵、染谷将太联袂配音，该片入围第63届圣·塞瓦斯蒂安国际电影节主竞赛单元。
2018年，执导动画电影《未来的未来》，上白石萌歌、黑木华、星野源、麻生久美子配音出演。
人物评价
细田守的天赋在他同龄段也许不算最拔尖，却可能是最努力的一个。细田守已经在宫崎骏和他的吉卜力之外，重新竖起了日本动画的另一面旗帜。相比宫崎骏作品的欧化，细田守的手法和题材都显得相当“传统”。他喜欢采用简化的线条、纯色而无阴影的人物。他作品中的故事大多发生在日本乡村，节奏轻快，片中的人物都积极乐观，让人赏心悦目（中国台湾网评）。
时间名称
2018年《未来的未来》
2015年《怪物之子》
2012年《狼之子雨与雪》
2009年《夏日大作战》
2006年《穿越时空的少女》
2005年《航海王：祭典男爵与神秘岛》
2004年《混沌武士》
2000年《数字精灵》
1999年《海贼王》
时间名称
2015年《怪物之子》
2012年《狼之子雨与雪》
2009年《夏日大作战》
▪2013第36届最佳动画电影狼之子雨与雪（获奖）
▪2010第33届最佳动画电影夏日大作战（获奖）
▪2007第30届最佳动画电影穿越时空的少女（获奖）
▪2011第38届安妮奖-最佳动画电影导演夏日大作战（提名）
