和张艺谋合作，与李连杰、梁朝伟、张曼玉等人共同出演参与张艺谋执导的武侠电影《英雄》，扮演女仆如月。该电影获得了第60届金球奖和第75届奥斯卡金像奖最佳外语片奖提名，并为章子怡取得香港电影金像奖最佳女配角提名。2003年上映了由娄烨导演的电影《紫蝴蝶》饰演抗日地下工作者「丁慧」。2004年章子怡有三部电影《十面埋伏》、《2046》和《茉莉花开》上映。武侠电影《十面埋伏》是章子怡第三度和张艺谋合作，并与刘德华、金城武等人一起共同演绎。章子怡为了演好片中盲舞女「小妹」一角，曾特意跟一个盲女孩朝夕相处了两个月。