2007年，邓斯特在《蜘蛛侠3》中再度饰演玛丽·简·沃森。与受到广泛好评的前两集相比，《蜘蛛侠3》所获评价褒贬不一。不过该片以全球票房超过8.9亿美元的成绩刷新了邓斯特出演电影的票房纪录，也是截止2013年8月蜘蛛侠系列电影中最卖座的一部。邓斯特之前一共签订了出演3部《蜘蛛侠》电影的合同，她透露只要有雷米和马奎尔回归，自己也愿意出演第4部。2010年1月，索尼宣布《蜘蛛侠》系列将进行重启，邓斯特、马奎尔和雷米均退出了项目。