Le Fabuleux destin d'Amélie Poulain va confirmar les expectatives que s'hi havien dipositat, ja que es convertí en la pel·lícula més premiada de la cerimònia d'entrega dels guardons del cinema francès, els Cèsar, amb quatre estatuetes. No obstant això, el film no va arrasar, ja que va haver de compartir la glòria amb les altres pel·lícules concursants. L'Acadèmia francesa va considerar, en aquesta vint-i-setena edició de lliurament dels seus premis, que Amélie, candidata a cinc Oscar "millor pel·lícula en llengua estrangera, guió original, direcció artística, fotografia i so", el major nombre assolit mai per un film francès, era la millor pel·lícula del 2001. La cinta també fou premiada amb els guardons de millor director, per a Jean Pierre Jeunet; de millor música, per a Yann Tiersen i de millor decorat, per a Aline Bonetto.
Però el fenomen social generat per la història de la joveneta del barri de Montmartre, encarnada per Audrey Tautout, va haver de compartir la glòria de la vetlada amb Sud mes levres, de Jacques Audiard, i amb La chambre donis officiers, de Francois Dupeyron, que aconseguiren tres i dues estatuetes respectivament. De Sud mes levres, l'Acadèmia va recompensar Emmanuelle Devos com a millor actriu "cosa que va trencar els pronòstics que donaven com favorita Tautou"; Jacques Audiard i Tonino Benacquista, pel millor guió original; i Marc Antoine Beldent, Pascal Villard i Cyril Holtz pel millor so. De La chambre donis officiers, els membres del jurat premiaren André Dussonier com a millor actor de repartiment i Tetsuo Nagata per la fotografia. Un altre dels grans Cèsar, el de millor actor, va ser per a Michel Bouquet, per la seva intervenció en Comment j'ai tué mon pere.
Jeunet va rebre el tercer Cèsar de la seva carrera com a director, guardó pel qual competia amb Jacques Audriard per Sud mes levres, amb Patrice Chéreau per Intimité, François Dupeyron per La chambre donis officiers i amb Francois Ozon per Sud li sable. El Cèsar de millor primera obra de ficció va ser per a No man's land, de Danis Tanovic, un film que narra la desraó de la guerra situant dos combatents oposats del conflicte bosnià que, per diverses circumstàncies, es veuen obligats a compartir una trinxera entre dos focs en terra de ningú. El film del director bosnià ja havia aconseguit el premi de millor guió en el Festival de Cannes i és candidat a l'Oscar de millor pel·lícula estrangera.
Precisament, el millor film estranger segons l'Acadèmia francesa va ser Mulholland Drive, de David Lynch, que ja havia aconseguit un Cèsar fa vint anys per L'home elefant. El polifacètic actor britànic Jeremy Irons va rebre el cobejat Cèsar d'Honor en reconeixement de la seva contribució al cinema mundial. També reberen el Cèsar d'Honor els francesos Claude Rich i Anouk Aimée. La presidenta de la cerimònia dels Cèsar, Nathalie Baye, es va felicitar que el 2001 hagi estat per a la cinematografia gal·la un any amb «tants d'èxits i tantes bones pel·lícules».
