Mirrione ha conquistato un Oscar nel 2001 per il montaggio di Traffic, che rappresentava la sua prima collaborazione con il regista Steven Soderbergh, con il quale ha appena terminato di lavorare a Contagion. In seguito, ha lavorato alla trilogia Ocean's eleven - Fate il vostro gioco (Ocean´s Eleven), Ocean´s Twelve e Ocean´s Thirteen, oltre che a The Informant!, pellicola diretta sempre dallo stesso realizzatore.

Mirrione ha ritrovato il regista Alejandro González Iñárritu per la pellicola candidata dal Messico agli Oscar® per il miglior film straniero, Biutiful, con protagonista Javier Bardem. Nel 2007, ha conquistato la sua seconda candidatura agli Academy Award® per il suo lavoro in Babel di Iñárritu, che gli è valso un Vulcain Artist-Technician Award al Festival di Cannes del 2006, l'American Cinema Editors Award e una candidatura ai BAFTA. Il suo primo film con Iñárritu, 21 grammi (21 Grams), gli ha permesso di ottenere una nomination per il miglior montaggio ai BAFTA nel 2004.

Intensa la sua collaborazione con George Clooney, oltre a Le idi di marzo si è occupato della commedia romantica In amore niente regole (Leatherheads), che gli ha fatto conquistare delle nomination ai BAFTA e agli American Cinema Editors Award. In precedenza, aveva montato il debutto da regista di Clooney, Confessioni di una mente pericolosa (Confessions of a Dangerous Mind).

Più di recente, Mirrione si è occupato di The Convincer di Jill Sprecher, il suo terzo film con questo regista dopo Clockwaters e 13 variazioni sul tema (Thirteen Conversations About One Thing). Inoltre, ha lavorato a un paio di pellicole di Doug Liman, Swingers e Go - una notte da dimenticare (Go).