同时,周冬雨和窦骁也亮相北京卫视网络春晚,除开斩获人气情侣奖项外,还演唱歌曲《山楂树之恋》。2月12日,张艺谋的《山楂树之恋》又得到了柏林国际电影节的垂青,进入到了青少年电影单元参与到奖项的角逐。主演周冬雨、窦骁赴柏林出席该片的欧洲首映礼,尽管张艺谋没有能够到场助阵,但是两位新人还是得到了欧洲影迷们的欢迎。2月20日,周冬雨亮相伦敦时装周Burberry秋冬时装周秀场。3月1日,华鼎电影盛典五棵松体育馆盛大举行,周冬雨被观众们评选为华鼎电影“华语年度电影新锐演员”。2011年,受张艺谋导演推荐周冬雨报考了北京电影学院,同年,周冬雨还主演了香港导演黄真真执导的爱情催泪电影《倾城之泪》,在影片中饰演罹患骨癌的美丽少女给力妹。此外周冬雨还在与保剑锋合作主演的革命历史题材导演《湘江北去》中饰演毛泽东的第一任妻子革命先烈杨开慧。
2012年,2月5日,周冬雨出席第23届哈尔滨冰雪电影节,凭借《山楂树之恋》斩获最具商业价值新人奖,并与窦骁共同演唱歌曲《山楂树》。6月,周冬雨登上五大一线杂志《ELLE世界时装之苑》的封面,并主演“ELLE 5.20我爱你”女性系列短片之爱在巴黎《妙之异境巴黎》,该片由华裔美籍导演陈奕利监制、清纯“谋女郎”周冬雨主演,还邀请到全球知名摄影师、导演、MV制作人Stéphane Sednaoui,跨界为ELLE拍摄艺术生涯中的第一部电影短片。8月2日,周冬雨出席《我们的骄傲》中国奥运健儿澳门联欢会,携跳水冠军吴敏霞等合唱歌曲《隐形的翅膀》。