2005年,宋慧乔首次尝试了电影,和车太贤搭档出演清新爱情电影《我和我的女友》。2007年,拍摄时间一年的电影《黄真伊》与观众见面。之后,宋慧乔尝试了独立电影《恋物》和《山茶花》的拍摄。2009年,她还出演了王家卫的《一代宗师》,出演叶问妻子张永成。2011年,宋慧乔主演的电影《今天》上映,她凭借该电影中内敛深刻的演技获得了韩国女性电影人奖的最佳女主角,也是她的第一个电影最佳女主角奖项,这在票房远不如商业电影的文艺片中,女主角得奖是个奇迹。2013年七月,宋慧乔正式投入到吴宇森导演的年代巨制《太平轮》的拍摄中去,影片拍摄周期长达10个月之久。2014上半年,宋慧乔回到韩国完成了本土电影《忐忑人生》的拍摄,由金爱兰作家小说改编,讲述的是照顾患有先天性衰老症儿子的年轻父母的故事。年中,宋慧乔拍摄了中国电影《我是女王》,影片讲述四位女性在挫折中互相鼓励共同成长的故事。9月,她主演的《忐忑人生》继收到第34届夏威夷国际电影节“Spotlight on Korea”部分的参展邀请之后,又陆续确定了中国内地、中国台湾、中国香港、越南共四个海外地区的上映。