Дебютом Хеми Маліні в кіно в 1965 році став фільм мовою телугу «Панду залишає цей світ» (тел.Pandava Vanavasam, дос. «Вигнання Пандавів»), де вона зіграла танцюристку. Її першим фільмом мовою гінді став «Продавець мрії» (1968), де першим кінопартнером був Радж Капур.
У понад 35 фільмах Хема Маліні знімалася з актором Дхармендрою. В СРСР і на пострадянському просторі найбільш відомі спільні фільми цієї кінопари: «Гарний і впертий» (1970), «Зіта і Гіта» (1972), «Коханий Раджа» (1972), «Помста і закон» (1975), "Король джунглів "(1976), «Пригоди Алі-Баби і сорока розбійників» (1979), «Нелегка доля» («Любов актриси», 1981), «Самрат» («Самраат», 1982).
Також Маліні втілювала реальних історичних особистостей в історичних кінодрамах, наприклад, роль Мірри (Мірабал) — індійської святої та поетеси, відданої послідовниці Шрі Крішни — у фільмі «Мірра» (1979), роль султанки Разії у фільмі «Дочка султана» (1983). Крім цього, Маліні зіграла у драмах, в яких піднімається тема нерівності жінок в індійському суспільстві, наприклад, «Забута дружина» (1975), «Доля вдови» (1986). У багатьох художніх кінофільмах Хема Маліні виконує класичні індійські танці, наприклад: «Прекрасна танцівниця» (1970), «Кохана» (1976), «Скарби стародавнього храму» (1983), «Танцівниця» (1992, телесеріал), «Бхагматі: Королева долі» (2005).
Впродовж останніх кількох років Хема Маліні зайнялася продюсуванням і режисурою фільмів, заснувавши компанію «Hema Malini creations». Найбільш відомі її роботи — телесеріал «Танцівниця», де вона виконала головну роль, і кінофільм «Танцівниця кабаре», де знялися Джітендра, Кабір Беді, Мітхун Чакраборті, Дімпл Кападія, Амріта Сінгх, Фаріда Джалал, Шахрух Хан, Дів'я Бхараті й інші. Обидва проєкти були зняті в 1992 році. У 2011 році вона зняла фільм Tell Me O Kkhuda за участю Ріші Капура, Вінода Кханна, Дхармендра та його дочки Еші, але як і попередній, він провалився в прокаті.
Хема Маліні стала другою тамільською акторкою після Виджаянтімали, яка стала зіркою фільмів мовою гінді. Вона вивчала стилі бхаратнатьям, кучипуді й одіссі у кращих і найвідоміших ґуру. Танець — перша пристрасть Маліні, яка, за її словами, залишиться з нею назавжди. Навіть у фільмах виконані нею танцювальні номери набагато складніші, ніж у будь-якої іншої акторки.
Одружена з актором Дхармендрою. У них двоє дочок — Еша (теж акторка) й Ахана. Дочки, як і мати, вивчали танець в стилі бхаратанатьям і виступають в спільних танцювальних програмах з нею або окремо. Сини чоловіка від першого шлюбу — Санні Деол і Боббі Деол — також кіноактори.
