2012年刘亦菲主演的武侠电影《四大名捕》和历史电影《铜雀台》先后上映。在陈嘉上导演的《四大名捕》中刘亦菲饰演无情一角;在《铜雀台》中刘亦菲饰演为“刺曹”而生的杀手灵雎,此外刘亦菲还演唱了影片主题曲《等雪来》。
2013年9月,由著名武术指导尼克·鲍威尔执导,刘亦菲、海登·克里斯滕森、尼古拉斯·凯奇等联合主演的爱情动作片《最后的战争》正式开机;12月6日,刘亦菲主演的3D电影《四大名捕2》全国热映;12月23日,刘亦菲凭借《铜雀台》获得第五届澳门国际电影节最佳女主角,这也是她电影生涯中第一个女主角奖。