2009年7月31日,第三届全球华人“非常短片”创意大赛在北京大学百年讲堂隆重举行,颁奖现场赵丽颖获得“最佳人气女演员”大奖。
2010年,在《佳期如梦》中一改往日的玉女形象,挑战性格叛逆、迷恋朋克的90后女孩ANN,剧中与邱泽饰演的男主角阮正东上演暗恋戏码。同时赵丽颖日渐熟稔的演技得到了导演李少红的青睐,在新版《红楼梦》中饰演小“邢岫烟”一角。
2011年,与徐峥、于波、雷恪生等合作主演的宫廷喜剧《大内低手》开播,赵丽颖首次触电喜剧题材。随后赵丽颖签约海润影视集团,并在2011年的琼瑶新剧《新还珠格格》中饰演了晴格格一角从而受到关注。
2013年5月5日,赵丽颖主演的电视剧《陆贞传奇》登录湖南卫视《金鹰独播剧场》,并以破三的收视率占据同时段卫视台收视榜首,让她成为当下人气小花旦,古装扮相令观众印象深刻。7月13日,根据经典越剧电影《追鱼》改编的电视剧《追鱼传奇》登录湖南卫视第一周播剧场,剧中赵丽颖饰演了机灵可爱的女主角鲤鱼精红绫。8月13日,电影《宫锁沉香》上映,赵丽颖颠覆以往的甜美形象,出演反派角色琉璃。
2013年11月20日,土豆网联合深圳卫视举办“青春的选择”2013年度盛典,赵丽颖顺利斩获内地最受欢迎女演员大奖。并在第四届乐视盛典中荣获内地最受欢迎女演员奖以及第四届国剧盛典中荣获最受观众喜爱新人女演员奖。