4 września 2011 roku w trakcie 68. Międzynarodowego Festiwalu Filmowego w Wenecji premierę miał następny film z jej udziałem – skandalizujący dramat "Wstyd" w reżyserii Steve’a McQueena, w którym zagrała drugoplanową rolę Sissy, niezrównoważoną psychicznie, borykającą się z alkoholizmem piosenkarkę, siostrę głównego bohatera, trzydziestoletniego nowojorczyka–seksoholika, granego przez Michaela Fassbendera. Film wywołał spore kontrowersje ze względu na liczne sceny erotyczne. Postać Sissy różniła się od jej poprzednich kreacji. Była to pierwsza rola, która wymagała od niej występowania nago, co było dla niej dość krępujące. Udział w tym filmie dał jej też okazję do zaprezentowania swoich zdolności wokalnych; wykonała piosenkę „New York, New York” z repertuaru Franka Sinatry. "Wstyd" spotkał się z gorącym przyjęciem ze strony krytyków. Wysoko oceniono także grę Mulligan i jej sceny z Fassbenderem, a także w szczególności „przejmującą, niezwykle smutną interpretację” utworu „New York, New York”. Peter Travers, recenzent „Rolling Stone”, wypowiedział się o jej grze we "Wstydzie" jako o „pod każdym względem rewelacyjnej”.