接下来长达1个月的时间，周冬雨被导演组要求反复试戏。“她一副满不在乎的表情，试就试，等到所有就绪后，我们突然有一个疑问，这个小姑娘会不会哭啊？于是，又出了道题让她演哭戏，小姑娘很倔，死活不哭。最后没办法，我们的女副导演亲自上阵，给她讲戏，聊得她眼泪一把鼻涕一把的，这下所有人的顾虑打消了。”
可对张艺谋而言，这个小姑娘还不够完美，P透露说，“导演的唯一顾虑就是她长得显小，怕她上了妆后，会变得更小。”等到周冬雨化了妆，穿上那个年代的衣服后，张艺谋开心了，“她终于没有变得更小。”就这样，周冬雨成就了现在的静秋。
2010年，周冬雨因在张艺谋执导的电影《山楂树之恋》中饰演女主角静秋一角获得业内和大众的广泛认可 ，凭借在该片中的表演获得第56届西班牙巴利亚多利德国际电影节最佳女演员奖 、第14届中国电影华表奖优秀新人女演员奖 和第20届上海影评人奖最佳新人奖 。
《山楂树之恋》不仅入围柏林国际电影节水晶熊奖 和金像奖最佳亚洲电影 ，还获得华表奖优秀故事片奖 ，并且刷新了国产文艺片的票房新记录，收获了1.6亿元的票房 。
2011—2013年先后主演了《倾城之泪》《宫锁沉香》等电影 。2014年，周冬雨领衔主演青春爱情电影《同桌的你》在中国内地收获4.6亿票房，成为首个主演单片票房过4亿的90后女星
。同年，在喜剧电影《心花路放》饰演杀马特女孩周丽娟 。2015年，周冬雨接拍《少年班》 、《指甲刀人魔》、《西西里艳阳下》 、《冰河追凶》等题材各异的电影的女一号，主演电影《少年班》于6月19日全国上映 。同年参演电视剧《麻雀》。
