W 2008 wystąpiła gościnnie na ceremonii zakończenia Igrzysk Olimpijskich w Pekinie, śpiewając utwór „Whole Lotta Love” z repertuaru zespołu Led Zeppelin. W tym samym roku została okrzyknięta „Człowiekiem roku” przez organizację PETA za walkę o godne traktowanie zwierząt. Była też nominowana do nagrody Grammy w trzech kategoriach, żadnej statuetki jednak nie wygrała. W listopadzie 2009 wydała drugą płytę studyjną pt. "Echo", którą promowała singlami „Happy” i „I Got You”. 28 maja 2010 rozpoczęła się trasa koncertowa Lewis o nazwie "The Labyrinth", podczas której artystka wykonywała swoje utwory z jej dwóch dotychczasowych płyt. Jako jej support występowała Gabriella Cilmi. Trasa obejmowała Wielką Brytanię i Irlandię, początkowo również Stany Zjednoczone – jako przyłączenie do trasy "Bionic Tour" Christiny Aguilery., lecz owa trasa została przełożona na rok 2011. Nazwa trasy pochodzi od filmu "Labirynt", który był ulubionym filmem Leony Lewis z czasów dzieciństwa. 29 listopada 2010 roku został wydany album koncertowy zatytułowany "The Labyrinth Tour Live from the O2". Również w 2010 nagrała utwór „I See You”, będącym tematem muzycznym do filmu "Avatar" w reżyserii Jamesa Camerona. Piosenka została napisana przez Jamesa Hornera oraz Simona Franglena i została nominowana w kategorii „Najlepszy oryginalny utwór” na 67. rozdaniu Złotych Globów.