2002年,莫小棋回国发展,在上海戏剧学院学习。 2004年,莫小棋受到经纪人的鼓励接拍了电影《红美丽》之后正式走上了演员这一条路。2002年,莫小棋回国发展后机缘巧合出演了她人生中的第一部电视剧《出水芙蓉》,从此开始演员的生涯。2005年,莫小棋由当时的经纪人推荐参演了好莱坞导演奥斯卡·科斯托(Oscar Luis Costo)执导的电影《红美丽》,从而结识了影片主演孙红雷,正是这个契机,莫小棋又被导演刘奋斗挑中成为电影《一半海水一半火焰》的女主角“丽川”,2008年她凭借该片获得第28届香港电影金像奖最佳新人奖提名和第45届台湾电影金马奖最佳女主角提名。2007年,莫小棋参演的电视剧《我们无处安放的青春》开始播出,她在剧中饰演刘漪。2009年9月,杜琪峰监制、郑保瑞执导的电影《意外》上映,该片曾同时入围多个国际电影节的角逐单元。莫小棋在片中饰演古天乐的妻子。同年11月由王晶执导的电影《旺角监狱》上映,莫小棋搭档张家辉,在片中饰演“大凤”。