त्याच्या चित्रपटांनी त्याचा विविध कामाच्या वेगळ्या छटा नेहमीच दाखवल्या आहेत. "रेहना है तेरे दिल में" आणि "तनु वेड्स मनू" सारख्या रोमँटिक कॉमेडी व्यतिरिक्त, तो "अनबे शिवम" आणि "विक्रम वेध" सारख्या गंभीर भूमिका साकारताना दिसला आहे. त्याने "रन" आणि "आयथा एझुथु" मध्ये अॅक्शन भूमिकांमध्ये उत्कृष्ट अभिनय केला. "इरुधी सुत्रु" मध्ये माधवनने एक गंभीर बॉक्सिंग प्रशिक्षकाची भूमिका केली आणि एक अनोखं पात्र साकारल.
अभिनयाव्यतिरिक्त, माधवनने "रॉकेटरी: द नंबी इफेक्ट" दिग्दर्शित केला आहे. हा चित्रपट इस्रोचे माजी शास्त्रज्ञ आणि वैमानिक अभियंता नंबी नारायणन यांना फॉलो करतो. त्यांनी नंबी नारायणन यांचे दिग्दर्शन व भूमिका केली. त्याचे दिग्दर्शक, अभिनय आणि निर्मितीचे सर्वांनी कौतुक केले. माधवनच्या दिग्दर्शनाच्या पदार्पणाने त्याच्या अष्टपैलुत्व आणि प्रतिभेवर वेगळी छाप टाकली आहे.