2011年获得成龙邀请,在成龙电影《十二生肖》中饰演女主角coco,首次挑战动作电影的姚星彤不仅要学习法语和冲浪以靠近角色,还要亲自上阵演绎跳崖、跳海、坠树等高难度桥段,并凭借该片在第65届戛纳电影节上被外媒赠予"中国新美"。
2012年5月,姚星彤作为电影《十二生肖》主角亮相第65届戛纳电影节竞赛单元红毯。美国电影杂志《Hollywood Reporter》刊登了姚星彤“中国电影之夜”礼服造型全身大图,她也是此次影展唯一一个登上该刊的华人女星。
2013年,姚星彤赴美游学,在纽约进修表演的同时,还利用业余时间与美国好莱坞经纪公司Untitled Entertainment签约,继续自己的演艺工作。10月,姚星彤以贵宾VIP身份受邀参加巴黎2014春夏系列发布会看秀,首次出现在国际时装周上。
2014年,参演都市爱情喜剧电影《前任攻略》,饰演女一号夏露。同时出版首部半自传体小说《致前任》。中韩明星联合主演的爆笑喜剧《斐济99°C的爱情》也已拍摄完毕,2014年暑期档公映。
2015年5月19日,主演的《土豪520》在京举办首映礼,电影于5月21日正式上映。同时主演的电影《我是谁2015》将于6月5日上映。
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