Den internationalen Durchbruch ebnete Terajima der Antikriegsfilm "Caterpillar" (2010), in dem sie die junge Ehefrau eines aus dem japanisch-chinesischen Krieg heimgekehrten Soldaten (Shima Ōnishi) spielt, der bei einem Angriff beide Arme und Beine verloren hat. Während ihr Mann sie vor dem Krieg misshandelte, ist Terajimas Figur nun gezwungen, gegenüber Kaiser und Land ihre Pflicht zu tun und dem Kriegshelden eine aufopferungsvolle Pflege zukommen zu lassen. Das Drama von Kōji Wakamatsu erhielt eine Einladung in den Wettbewerb der 60. Filmfestspiele von Berlin. Für ihr Porträt der Shigeko wurde Terajima als dritte japanische Schauspielerin nach Sachiko Hidari und Tanaka Kinuyo mit dem Silbernen Bären als beste Darstellerin des Filmfestivals ausgezeichnet. Aufgrund eines Theaterengagements in Ōsaka konnte die Schauspielerin nicht selbst den Preis entgegennehmen. Sie ließ über Regisseur Wakamatsu verlauten, dass sie hoffe, "„dass wir eines Tages eine Welt ohne Kriege erleben“" und dass der Film vermittle, "„dass Mord und Totschlag keine Antwort sind.“" In Japan wurde Terajimas Leistung mit dem Kinema-Jumpō-Preis und einer weiteren Nominierung für den Japanese Academy Award honoriert. 2012 arbeiteten die Schauspielerin und Kōji Wakamatsu erneut gemeinsam an den Filmen "11·25 jiketsu no hi: Mishima Yukio to wakamono-tachi" und "Sennen no yuraku" zusammen.