2011年3月，参演张嘉译主演的谍战剧《借枪》，与张嘉译在剧中饰演一对夫妻；8月，主演的电视剧《满秋》陆续在江苏、广东、沈阳、深圳、青岛、云南等地区播出，在剧中与三个男人发生情感纠葛，还成为单亲妈妈，并与好友李坤霖上演了温情“柏拉图之恋”。2012年11月，主演的电影《万箭穿心》上映，获得中国电影导演协会、北京大学生电影节、电影百合奖、北京国际电影节“天坛奖”、华语电影传媒大奖、中国电影华表奖最佳女主角奖。

    2013年12月，颜丙燕凭借在电影《万箭穿心》斩获首届伦敦国际华语电影节最佳女主角，夺得“金骑士”奖杯。2014年3月，与王刚领衔主演黄力加执导的电视剧《家宴》在北京、广东、江西、湖北卫视播出，颜丙燕饰演一度陷入事业、感情、家庭危机的冯大米。