Serra Yılmaz, Türk ve İtalyan tiyatro, sinema ve televizyonlarında oyuncu ve yönetmen olarak yaptığı çalışmalarla tanınmaktadır. Sinema kariyerine 1983 yılında Şekerpare filmiyle başlayan Yılmaz, 2002 yılında Ümit Ünal'ın yönettiği 9 filmindeki başrolüyle 21. İstanbul Uluslararası Film Festivali'nde En İyi Kadın Oyuncu ödülünü kazandı.2006 yılının Mart ayında Gardner Müzesi'ne geldi. Arşivlerde Isabella Stewart Gardner'ın seyahat günlüklerini inceleyerek ve Gardner ile Sarah Bernhardt, Adelaide Grillo ve Lady Gregory arasındaki mektupları okuyarak zaman geçirdi. 2008 baharında, Luxury for Export sergisiyle bağlantılı olarak galerilerde samimi bir şekilde sahnelenen dört okuma olan Apples from the Sky'ı gerçekleştirmek üzere geri döndü: Hindistan ve Portekiz Arasında 1600 Yılında Mübadele. Yılmaz, 15. yüzyıl Yunan tarihçisi Kritovoulos'tan Marguerite Yourcenar ve Orhan Pamuk'a kadar kültürler arasındaki değişim ve hareketi araştıran yazıları seçti. Okumalara ek olarak Yılmaz, İhracat için Lüks'e odaklanan bir Keşif Günü'nde her yaşa Türk masalları anlattı. Goblen Odası'ndaki akşam programını ise 2007 yılında Türk milliyetçileri tarafından öldürülen Türk-Ermeni gazeteci Hrant Dink'e adadı. Yılmaz, Dink'in hoşgörü ve affetmeyi savunan son makalesini aynı ruhla Ermeni ve Türk masallarıyla eşleştirerek okudu.Serra Yılmaz'ın ödülleri arasında Antalya Film Festivali'nde Harem Suare (Haren Soirée) ile Yardımcı Rolde En İyi Kadın Oyuncu ve Flaiano Film Festivali'nde Facing Windows ile En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu yer alıyor. Ferzan Özpetek'in yönettiği uluslararası üne sahip Le Fate Ignorante (Cahil Periler, 2000), La Finestra di Fronte (Karşı Pencere, 2002), Saturno Contro (Satürn Muhalefette, 2007) ve Un Giorno Perfetto (Mükemmel Bir Gün, 2008) filmlerinde rol aldı. Son filmleri arasında İstanbul Kırmızısı (2017) ve La Prima Pietra (İlk Taş, 2018) bulunan Yılmaz aynı zamanda Türkçe, Fransızca, İtalyanca ve İngilizce bilen bir çevirmendir. 2006 yılında Papa 16. Benedict'in Türkiye gezisinde resmi tercümanlığını yapmıştır. İtalya, Fransa ve Türkiye'de çalışarak yoğun bir şekilde seyahat etmektedir. Paris ve Floransa'da ikamet etmektedir ve Fransız vatandaşlığı ile ödüllendirilmiştir.