在众多参赛选手中脱颖而出，荣获首届“新疆小姐”大赛亚军。10月起，又被中国歌舞团借调参加大型民族音乐舞蹈《秘境之旅》的全国巡演。2003年，佟丽娅以优异的成绩毕业，被中国歌舞团录取。不巧的是，初到北京的她正好赶上“非典”。2004年初，佟丽娅参加了文化部主办的春节晚会。演出结束后，由于面临与东方歌舞团合并，她决定改换职业，抱着试试看的想法报考了北京电影学院和中央戏剧学院，不久又正式辞职进行突击学习，最终被两所学校同时录取。权衡之后，佟丽娅选择了后者，成为中戏首个新疆锡伯族学生。