2010年4月尹恩惠客串韩国电视剧《个人取向》,与李民浩旧情难忘。同年6月成为由香港电影《甜蜜蜜》改编的电视剧《love song》的女主角,但由于同年6月底男主角突然离世,导致制作无限期中断(2011年2月,制作公司宣布正式取消《love song》制作计划);同年8月与Babyvox的4个姐姐在《金正恩的巧克力》节目中重新登台表演当年的组合名曲。
2011年3月尹恩惠以《我的黑色小礼服》再次挑战大荧幕,演绎了韩国二十几岁时尚女性之间的友谊、爱情和生活,影片上映首周以第二位起步;同年3月,尹恩惠确认牵手国际高档护肤及化妆品品牌雅姿,以该品牌美白系列产品中国区代言人身份全面进军中国市场;同年5月与姜志焕主演韩国SBS电视台电视剧《对我说谎试试》(原定名《甜蜜绯闻》。