Pattinson daha sonra Safdie kardeşler tarafından yönetilen gerilim filmi "Soygun"da bir banka soyguncusu Connie Nikas olarak rol aldı. Filmin prömiyeri 2017 Cannes Film Festivali'nde gerçekleşti ve Pattinson'ın performansı büyük beğeni toplayarak kariyerinde bir dönüm noktası oldu. Pattinson'ın 2018'deki son filmi, Claire Denis tarafından yönetilen ve bir kara deliğe doğru giden uzay gemisindeki suçlulardan oluşan bir ekibi konu alan bilim kurgu drama filmi "High Life" oldu. 2019'daki ilk filmi, 1890'larda bir New England adasında geçen ve 2019 Cannes Film Festivali'nde övgülerle galasını gerçekleştiren Robert Eggers imzalı siyah-beyaz psikolojik korku türündeki "The Lighthouse" oldu. Pattinson, William Shakespeare'in "The King" adlı oyunundan uyarlanan Netflix filminde yönetmen David Michôd ile ikinci kez birlikte çalıştı. Filmde V. Henry'nin düşmanı olan Fransa Döfeni Louis'i canlandırdı. Daha sonra, Mark Rylance ve Johnny Depp ile beraber J. M. Coetzee'nin 1980 yılı romanına dayanan "Barbarları Beklerken"de rol aldı. Pattinson, 2020'de Christopher Nolan'ın "Tenet"inde ve Netflix filmi "The Devil All the Time"da rol aldı.