2009 übernahm die vom US-Branchendienst "The Hollywood Reporter" als „indie star“ betitelte Schauspielerin und Filmemacherin ihre erste Hauptrolle in einer Mainstream-Produktion. Regisseur und Drehbuchautor Noah Baumbach war durch die neue Reihe von Independent-Filmen auf Gerwig aufmerksam geworden. Er empfand sie als „außergewöhnlich“ und „sehr speziell“ und besetzte sie in seiner Tragikomödie "Greenberg" (2010) neben Ben Stiller, die im Wettbewerb der 60. Filmfestspiele von Berlin vertreten war. Der Part der jungen Haushälterin Florence, die im Privatleben unorganisiert von einer Karriere als Sängerin träumt, machte Gerwig einem internationalen Publikum bekannt. Deutschsprachige Kritiker feierten die 25-jährige Amerikanerin daraufhin als Neuentdeckung. Der Kritiker A. O. Scott (The New York Times) pries die Schauspielerin Monate später als mögliche „maßgebliche Leinwandheldin ihrer Generation“. Gerwig scheine in einigen Szenen gar nicht zu spielen und ihre transparente Darstellung würde weniger auf eine ausgefeilte Technik als vom Fehlen jeglicher Methode herrühren. Dennoch verglich Scott ihre Darstellung mit der von Zoe Kazan ("Exploding Girl", 2009) und Michelle Williams ("Wendy and Lucy", 2008).