Sembène begon zijn carrière als romanschrijver, maar wilde met film een groter Afrikaans publiek bereiken. Met zijn eerste film La noire de... (Black Girl), geïnspireerd op de Franse Nouvelle Vague, kreeg hij in 1966 als eerste Afrikaanse filmmaker internationale erkenning.

Sembène maakte in veertig jaar slechts elf films, waarin hij maatschappelijk geëngageerde thema's als kolonialisme en racisme behandelde. Critici beschouwen de films Xala (1975) en Ceddo (1977) tot zijn beste werk. Met zijn laatste film, Moolaadé uit 2004, stelde hij vrouwenbesnijdenis in Afrika aan de kaak.

Tussen 1972 en 2005 won Sembène prijzen op de filmfestivals van Berlijn, Cannes en Venetië, waar hij ook een aantal maal als jurylid optrad.