Greenes store gjennombrudd kom i 2008 da hun ble tildelt rollen som Alice Cullen i Twilight, en film basert på romanen med samme navn av Stephenie Meyer. Hun gjentok sin rolle som Alice i 2009-oppfølgeren til Twilight, The Twilight Saga: New Moon, 2010 The Twilight Saga: Eclipse, og i 2011 The Twilight Saga: Breaking Dawn - Part 1, og 2012 The Twilight Saga: Breaking Dawn - Part 2.