2010年1月刘德华、徐熙媛主演的《未来警察》原定在2009年12月25日上映,推迟到2010年2月5日。同月徐熙媛为善待动物组织拍摄的第二辑素食广告,大S表示“吃素后身体的转变让我感到很惊讶,这是减肥的最好的方法。”1月9日美国国际棉花协会携手2010年美棉形象大使大S徐熙媛展示了六种风格迥异的限量版手帕。 2月14日由徐熙媛主演的春节贺岁档唯一爱情片《全城热恋》以情人节单日票房1044万成为票房冠军,并被观众评价为“华语贺岁爱情片佳作”。3月24日徐熙媛在杜莎夫人蜡像馆,为她在电影《未来警察》的特警造型蜡像揭幕,大S打扮得与蜡像一模一样。3月26日,电影《未来警察》在北京举行首映庆典,主演刘德华、大S等悉数到场,并为电影首映祝贺。 3月27日由蔡康永、徐熙娣主持的台湾谈话节目《康熙来了》在北京首都体育馆举行了北京康熙盛典演唱会,大S作为嘉宾出席演唱会现场并与小S、范晓萱共同演唱了摇滚风格的歌曲《你的甜蜜》。
6月13日与余文乐、吴彦祖、 杨紫琼、吴宇森夫妇、郑雨盛及尔冬升夫妇等出席上海国际电影节开幕礼。8月1日与刘德华、郑伊健等明星接拍影片《未世录》。8月12日古装喜剧片《龙凤店》在广州举行首映发布会,任贤齐、徐熙媛、霍思燕、陈百祥、罗家英等悉数到场。 11月接拍高晓松导演,韩庚、吴尊等主演的电影《大武生》,影片中大S饰演席木兰,在片场她的敬业态度和演技得到剧组的好评。