Nicht zuletzt aufgrund seiner zwei Fernsehspots für Nike, "Bouncing TV" und "Dueling TVs", und der Apple-Werbung "Coal Train" erhielt Propaganda Films die Goldene Palme auf dem Internationalen Werbefilmfestival in Cannes. 1991 (Nike, "Heritage"), 1995 (Saturn, "Erin Walling") und 1996 (Nike, "Marshall Falk") wurde Sena in New York mit dem renommierten AICP-Preis ausgezeichnet. Die Spots erhielten daraufhin einen permanenten Platz in der Sammlung des Museum of Modern Art.
Sein Spielfilmdebüt gab Sena 1992 mit dem Thriller "Kalifornia, in dem Brad Pitt und Juliette Lewis David Duchovny und Michelle Forbes das Leben zur Hölle machen. 1993 wurde der Film in Montreal mit dem Preis der internationalen Filmkritiker und mit dem Kamerapreis ausgezeichnet. Seine zweite Kinoarbeit folgte erst acht Jahre später mit dem Action-Thriller "Nur noch 60 Sekunden", in dem sich Nicolas Cage als Autodieb durchs Leben schlagen muss. Die dritte Regiearbeit liess dann allerdings nicht mehr so lange auf sich warten: 2001 inszenierte er mit John Travolta und Halle Berry den Thriller "Passwort: Swordfish".
Mit dem Thriller "Whiteout" folgte 2008 einen 50-Millionen-Dollarproduktion, die in den US-Kinos aber floppte und in Deutschland sofort auf DVD veröffentlicht wurde. Erneut mit Cage in der Hauptrolle drehte Sena schließlich "Der letzte Tempelritter" (2010) einen Mix aus Historienabenteuer, Action-Drama und Mystery, der allerdings nicht überzeugen konnte.