La consacrazione definitiva a livello mondiale arriva nel 2009 grazie all'interpretazione di uno dei ruoli da protagonista nel film di Quentin Tarantino "Bastardi senza gloria". Nello stesso anno bissa il successo ottenuto, interpretando una violinista francese in "Il concerto" del regista rumeno Radu Mihăileanu. Il primo cortometraggio diretto da lei, "De moins en moins", è stato selezionato per il Festival di Cannes 2008. Nel 2010 interpreta un'infermiera in "Vento di primavera" di Roselyne Bosch. Nel 2011 viene scelta come madrina del Festival di Cannes 2011, è il nuovo volto del profumo Hypnotic Poison di Christian Dior, e fa il suo debutto discografico con "En t'attendant", in collaborazione con Damien Rice. Torna sul grande schermo nel 2015 per recitare al fianco di Brad Pitt e Angelina Jolie in "By the Sea".