Nel 2011 è la protagonista negli spot pubblicitari del profumo "Prada Candy" di Prada. Nel 2012 è protagonista del film "Sister" di Ursula Meier. Nel 2013 torna a reclamizzare "Prada Candy" in una serie di tre spot diretti da Wes Anderson e Roman Coppola. Sempre nel 2013 vince la Palma d'oro con il film "La vita di Adele" al Festival di Cannes; con la co-protagonista Adèle Exarchopoulos ha poi posato per una campagna della casa di moda Miu Miu. A dicembre 2014 viene scelta come nuova Bond girl in "Spectre", ventiquattresimo capitolo della serie cinematografica di 007, diretto da Sam Mendes. È presente nel medesimo ruolo anche nel sequel del film, "No Time to Die" (2020), diretto dal regista americano Cary Fukunaga. Nel 2018 ha fatto parte della giuria del Festival di Cannes, presieduta dall'attrice Cate Blanchett.