El 2008, Papoulia va interpretar la filla gran d'una la família disfuncional a "Kynodontas" de Yorgos Lanthimos. La pel·lícula fou la guanyadora de la secció oficial Un Certain Regard del 62è Festival Internacional de Cinema de Canes, i fou nominada a l'Oscar a la millor pel·lícula de parla no anglesa. La col·laboració amb Lanthimos va continuar en la seva següent pel·lícula, "Alps", que va ser guardonada amb el Premi Osella pel millor guió en la 68a Mostra Internacional de Cinema de Venècia. El 2014, Angeliki Papoulia va tenir el paper principal en la pel·lícula "A Blast", de Syllas Tzoumerkas, la qual es va estrenar al Festival Internacional de Cinema de Locarno. El 2015 va aparèixer a "The Lobster", que va ser seleccionada per competir per la Palma d'Or al 68è Festival Internacional de Cinema de Canes i va guanyar-hi el Premi del Jurat. El 2019, la seva segona col·laboració amb Tzoumerkas, el "thriller" "The Miracle of the Sargasso Sea", es va estrenar al 69è Festival Internacional de Cinema de Berlín. Per les seves actuacions en aquestes cinc pel·lícules, Angeliki Papoulia fou àmpliament elogiada per la premsa internacional i "Der Spiegel" va considerar-la «una de les actrius europees del present més agosarades».