2002年,主演电影《河东狮吼》,她在片中饰演的柳月娥形象突出,受到观众的好评, 这部电影亦为她开拓了内地市场。凭借此电影获得第3届华语电影传媒大奖港台最受欢迎女演员金奖。2003年,与刘德华主演电影《老鼠爱上猫》,同年参演王晶执导的喜剧电影《绝种好男人》。
2004年,在影片《忘不了》中一改过去的玉女形象,饰演一个生活在社会底层的小巴司机;凭借此电影的表现,她获得了香港电影金像奖、香港电影金紫荆奖、 华语电影传媒大奖的最佳女主角奖;同年她凭借电影《大块头有大智慧》获得第10届香港电影评论学会大奖最佳女演员奖。005年,参演陈凯歌执导的奇幻史诗电影《无极》,饰演用无爱的一生来换取荣华富贵的“倾城”。2006年,张柏芝应邀为香港星光大道打手印,成为被表扬的电影工作者之一;同年宣布告别乐坛。