لیلا حاتمی برای اولین بار سال 1362 با بازی در فیلم سینمایی «کمال الملک» به کارگردانی پدرش، وارد سینما شد. او در این فیلم نقش کودکی کمال الملک نقاش برجسته ایرانی را بازی می کرد. لیلا حاتمی در این فیلم 11 ساله بود.

لیلا حاتمی در فیلم «کمال الملک» برای اولین بار سینما را در کنار بازیگرانی چون جمشید مشایخی، علی نصیریان، داوود رشیدی، محمدعلی کشاورز و عزت الله انتظامی تجربه کرد. او بعد از بازی در این فیلم، بعد از هفت سال دوری از سینما با «دلشدگان» مرحوم علی حاتمی به عرصه تصویر بازگشت.