Flavia Castro escreveu, dirigiu e montou seu primeiro longa-metragem, o documentário DIARIO DE UMA BUSCA (2011), uma coprodução França/Brasil, produzida pela Films du Poisson, Tambellini Filmes, com coprodução da VideoFilmes. O filme participou de mais de quarenta festivais, como o Festival Latino Americano de Biarritz onde estreiou internacionalmente e recebeu o prêmio de Melhor Documentário; Festival do Rio (Melhor Documentário e Prêmio FIPRESCI); Festival de Havana (Prêmio Especial do Juri); DocLisboa (Melhor Filme de Investigação e Melhor Filme em Língua Portuguesa); Festival De Gramado (Prêmio da Critica e Prêmio do Juri Estudantil); Forum-doc BH (Melhor Filme); IFFF Punta Del Este (Melhor Filme); Associação de Críticos de Cinema do Rio de Janeiro (ACCRJ), (Melhor Filme Brasileiro de 2011), foi finalista do Grande Prêmio do Cinema Brasileiro 2011.
DESLEMBRO, (2018), roteiro, direção, montagem, produção VideoFilmes, Flauk Filmes, Tacacá Filmes, foi seu primeiro longa-metragem de ficção, e teve sua estréia na Mostra Orizzonti do Festival de Veneza. Conquistou prêmios de crítica e de público, no Festival de Biarritz (Prêmio do Sindicato da Critica Francesa); Festival do Rio (FIPRESCI, Prêmio do Publico e de Atriz Coadjuvante para Eliane Giardini), Panorama Coisa de Cinema (Prêmio da Critica), Cinélatino de Pesssac, Bordeaux (Melhor Filme), Festival de Cinema Brasileiro em Paris (Melhor Filme), além de participar de diversos outros festivais, foi finalista do Grande Prêmio do Cinema Brasileiro, em 2020.
CYCLONE (2025), direção, produção Mar Filmes, Muiraquitã Filmes, coprodução VideoFilmes, estreiou na competição oficial do Xangaí IFF, participou do Munich IFF, da competição do Rencontres de Pessac, Bordeaux, Montevideu IFF, Festival do Rio, Mostra de SP. Recebeu prêmios de Melhor Filme, Atriz, Direção de arte e Som no Festival de Aruanda.
AS VITRINES (2025), (roteiro, direção e montagem) produção Republica Pureza e Flauk Filmes. Estreiou na competição oficial do Festival Latino americano de Biarritz, ganhou Menção Honrosa no IFF Montevideo e Prêmio do Publico no Ojo Loco FF, em Grenoble, França. Com As Vitrines, Flavia encerra a trilogia de sua “construção de lembranças” iniciada com Diário de uma busca e Deslembro. A experiência que deu origem ao filme, também rendeu um relato para a revista piauí de setembro 2023, intitulado “A Embaixada”.