Skryf 'n voortsetting vir hierdie paragraaf - Chalamet se deurbraak het in 2017 gekom met sy rol as Elio Perlman in Luca Guadagnino se romantiese drama "Call Me by Your Name", waarna hy in die komende films "Hot Summer Nights" en "Lady Bird" sowel as die westerse film "Hostiles" verskyn het. Sy optrede in "Call Me by Your Name" het hom 'n Oscar-benoeming vir Beste Akteur besorg, wat die 22-jarige Timothée die derde jongste genomineerde in die kategorie en die jongste
sedert die 19-jarige Mickey Rooney met sy optrede in "Babes in Arms" in 1939. Hy het toe Nic Sheff gespeel in die drama "Beautiful Boy" (2018), waarvoor hy genomineer is vir 'n Golden Globe-toekenning, 'n Screen Actors Guild-toekenning en 'n BAFTA-filmtoekenning, alles vir beste manlike ondersteunende akteur. In 2019 het Chalamet in Woody Allen se romantiese komedie "A Rainy Day in New York" gespeel. Later daardie jaar het Chalamet die hoofrol gespeel as Henry V van Engeland en Theodore "Laurie" Laurence in die tyddrama's "The King" en "Little Women".