2010年，周冬雨因在张艺谋导演的电影《山楂树之恋》中饰演女主角静秋一角成名，从而踏入影坛。周冬雨凭借在该片中出色的表演获得第56届西班牙Valladolid国际电影节最佳女演员奖、第14届中国电影华表奖优秀新人女演员奖和第20届上海影评人奖最佳新人奖。2011年，周冬雨主演《湘江北去》和《倾城之泪》两部电影。2013年，周冬雨又在于正编剧的电影《宫锁沉香》中饰演女主角沉香。2014年由高晓松监制周冬雨主演的青春爱情喜剧电影《同桌的你》将于4月25日中国上映。