Ha realizzato le colonne sonore di molti progetti per il cinema e la televisione. Recentemente, ha composto le musiche della commedia romantica della Columbia Un amore di testimone (Made of Honor), oltre alla pellicola con Adam Sandler Io vi dichiaro marito e marito (I Now Pronounce You Chuck and Larry), così come dei film di animazione Bee Movie e La gang del bosco (Over the Hedge). Nel 2004, Gregson-Williams ha collaborato con Andrea Guerra per realizzare la colonna sonora dell'acclamata pellicola drammatica, ispirata ad una storia vera, Hotel Rwanda, che è valsa ai due un European Film Award. Inoltre, ha contribuito alle musiche della pellicola di animazione vincitrice dell'Oscar Wallace & Gromit -La maledizione del coniglio mannaro (Wallace & Gromit in the Curse of the Were-Rabbit) e del film d'azione di Antoine Fuqua King Arthur.
Inoltre, ha realizzato le colonne sonore di pellicole come la commedia adolescenziale Una ragazza e il suo sogno (What a Girl Wants), con Amanda Bynes e Colin Firth; la storia biografica The Night We Called it a Day, interpretata da Dennis Hopper e Melanie Griffith; la commedia criminale di Brad Mirman Crime spree - In fuga da Chicago (Crime Spree), che vedeva la presenza di Gérard Depardieu e Harvey Keitel; Bara con vista (Plots With a View) di Nick Hurran, con protagonisti Brenda Blethyn e Alfred Molina; Thunderpants di Peter Hewitt, con Simon Callow; Virtual Sexuality di Nick Hurran; e Urban Ghost Story di Geneviève Jolliffe. Ha anche collaborato con il compositore Hans Zimmer a diverse pellicole di animazione e live-action.
