Το 2002 εμφανίστηκε στο Spider-Man, όπου υποδύθηκε την αγαπημένη του υπερήρωα, Μέρι Τζέιν Γουάτσον. Την ταινία σκηνοθέτησε ο Σαμ Ράιμι και πρωταγωνιστούν οι Τόμπι Μαγκουάιρ και Τζέιμς Φράνκο. Το Spider-Man έγινε τεράστια εισπρακτική και καλλιτεχνική επιτυχία με 822 εκατομμύρια εισπράξεις παγκοσμίως. Οι επόμενες ταινίες της ήταν το Η Εξιλέωση (Levity, 2003) με τους Χόλι Χάντερ και Μόργκαν Φρίμαν, Το Χαμόγελο της Μόνα Λίζα (2003) με την Τζούλια Ρόμπερτς και ο Β' ρόλος της στην μεγάλη καλλιτεχνική επιτυχία Η Αιώνια Λιακάδα ενός Καθαρού Μυαλού (2004), μαζί με τους Κέιτ Γουίνσλετ και Τζιμ Κάρεϊ.