Son premier rôle au cinéma lui est confié par Philip Noyce en 1989 dans Dead Calm, aux côtés de Sam Neill. Le film est plutôt médiocre, mais la nouvelle actrice est remarquée par plusieurs réalisateurs. L'année suivante, elle postule au casting de Days of thunder de Tony Scott. Elle rencontre Tom Cruise, vedette du film, sur le tournage et ils se marient quelques semaines plus tard dans le Colorado. En 1991, elle partage l'affiche de Billy Bathgate avec Dustin Hoffman. Le film n'est pas une grande réussite, mais Nicole Kidman plaît toujours autant, de par son physique particulier.
En 1994, elle retrouve Tom Cruise dans Far and Away du très lourd Ron Howard. Et c'est l'année suivante qu'elle cesse les rôles de potiche hollywoodienne pour une prestation magnifique dans To die for de Gus Van Sant. Elle interprète le rôle d'une jeune femme séduisante, faussement bête et machiavélique, prête à tout (d'où le titre français) pour parvenir à ses fins. Elle ira même jusqu'à faire tuer son mari (interprété par le trop rare Matt Dillon) par un de ces élèves qu'elle avait auparavant séduit. Elle recevra d'ailleurs plusieurs prix pour son interprétation.
En 1996, elle retrouve un rôle un peu plus conventionnel dans Batman forever (Joel Schumacher), aux côtés de Jim Carrey, Tommy Lee Jones et Val Kilmer. Puis, c'est les retrouvailles avec l'Australienne Jane Campion (qui lui avait écrit une lettre, en Australie, lorsqu'elle était à ses débuts pour l'encourager à persévérer dans cette voie), pour l'adaptation (soporifique) du roman d'Henry James, The portrait of a lady. Jane Campion nous avait habitués à mieux (Sweetie par exemple), et Nicole Kidman est le seul intérêt du film (une fois de plus).