2010年霍思燕、李晨主演的都市情感剧《孽缘》播出,收视超过《三国》、《杨贵妃秘史》等,以2.64的收视率和5.31的市场份额成为2010年上半年全国收视冠军,霍思燕饰演的女主角汪海灵在遭遇性侵犯和友人背叛、父母辞世等一系列打击后,在生活中重拾勇气,获取新生,因而霍思燕被称为“坚强女性代言人”;此外,霍思燕与欧阳震华等主演的神话剧《天师钟馗》以及与朱雨辰主演的都市爱情剧《爱要有你才完美》先后播出并获得同时段收视冠军。
2011年霍思燕再度与李晨主演的电视剧《风车》在北京卫视播出,霍思燕饰演女一号北兆。电影方面,霍思燕参演筷子兄弟的电影《父亲》和短片《赢家》,饰演霍燕燕;霍思燕与李宗翰、李心洁主演的推理奇情片《梦游3D》上映,霍思燕凭借该片入围东京国际电影节影后。
2012年霍思燕与范冰冰、冯绍峰主演的电影《二次曝光》上映,票房过亿,这是霍思燕首部过亿票房;与归亚蕾、杨洋、蓝正龙、张孝全等主演的经典翻拍电影《饮食男女2012》9月23日,北京首映,霍思燕饰演女一号瓦儿。
2013年霍思燕与张晓龙、陈紫函主演,任泉工作室、上海剧帝影视传媒有限公司、万达影视联合出品的都市情感励志轻喜剧《爱情面前谁怕谁》于9月28日在浙江卫视黄金档,中央电视台一套十一档同步播出,霍思燕转型首次挑战“女汉子”于小渔,该剧播出后便排名黄金档收视第一名,整个播出期稳定在黄金档收视前二名。
2014年4月霍思燕与雷佳音等联合主演电视剧《我的媳妇是女王》,饰演女一号开心;11月与丈夫杜江合作出演现代剧《再见,老婆大人》,该剧将于2016年播出。
2015年2月12日霍思燕与李晨、杜江等主演的电视剧《草帽警察》在中央电视台电视剧频道首播,霍思燕在剧中饰演女主角,一名热辣的村花赵小静,该剧也是其首次出演村姑的角色;4月21日出演电影《罗曼蒂克消亡史;5月9凭借《草帽警察》获得第二届中美国际电视节最佳女主角奖。