2007年与雪村、黄渤、卢映合作出演电影《天台》;同年参演电影《两个人的季节》;9月与潘长江,郭德纲合作主演电影《大胃王》,饰演了一位80后叛逆女孩。
2009年邓紫衣出演了惊悚影片《午夜出租车》,在影片中与陈小春联袂演绎了一段中国版的“人鬼情未了”;同时还为该电影演唱主题曲《着魔》,该电影在第12届上海电影节中展映;同年与陈百祥合作主演电影《大四喜》。
2011年邓紫衣先后为电影《B区32号》、纪实电影《
真相索马里》和电视剧《
我们这拨人》演唱了主题曲;5月参演电视神话剧《济公活佛2》,在剧中饰演了“富家千金”商云,这是邓紫衣首次参演电视剧拍摄,并以古装扮相亮相荧屏。
2012年邓紫衣参演电视剧《战国小兵》;同年与邓丽欣,吴卓羲合作主演电影《凶间雪山》,饰演罗伊,在剧中以短发造型示人;同年与吴京合作主演电影《战海飞鹰》,饰演三栖霸王花;11月参演了中日合资拍摄的电影《梦墙》;此外,邓紫衣还为电影《午夜微博》和电视剧《
身边的幸福》演唱主题曲。
2013年,邓紫衣参演动物灾难惊悚影片《蝙蝠别墅》的拍摄,为该影片拍海报和录制主题曲《蝙蝠》MV;年底邓紫衣主演悬疑犯罪电影《猎仇者》上映,该片讲述了一段复仇、猎杀与救赎的黑暗故事,片中,邓紫衣出演“花店女”何莉;同年参演了军事动作电影《
战狼》,饰演一位女参谋。
2014年邓紫衣与黄又南、叶山豪、王妍苏合作主演电影《初恋时光》 。