Peran terobosan Chalamet sebagai Elio Perlman dalam drama romantis "Call Me by Your Name" tahun 2017 membuatnya mendapatkan nominasi Academy Award untuk Aktor Terbaik, menjadikannya nominasi ketiga termuda dalam kategori dan termuda
sejak Mickey Rooney berusia 19 tahun dengan perannya sebagai Mickey Moran di "Babes in Arms" pada tahun 1939. Ia juga dinominasikan untuk BAFTA Award, Critics' Choice Movie Award, Golden Globe Award, dan Screen Actors Guild Award untuk Aktor Terbaik. Dia memenangkan penghargaan akting yang diberikan oleh London Film Critics' Circle, New York Film Critics Circle, Los Angeles Film Critics Association dan National Board of Review. Chalamet juga mendapatkan pengakuan untuk peran pendukungnya dalam film 2017 "Lady Bird" dan "Hostiles". Yang pertama membuatnya dinominasikan untuk Critics' Choice Movie Award dan Screen Actors Guild Award untuk Ensemble Terbaik. Tahun berikutnya, ia membintangi sebagai remaja kecanduan narkoba dalam drama "Beautiful Boy", yang ia terima nominasi untuk BAFTA Award, Critics' Choice Movie Award, Golden Globe Award, dan Screen Actors Guild Award untuk Aktor Pendukung Terbaik.