2005年,孙俪出演电视剧《幸福像花儿一样》,在此剧中认识丈夫邓超;同年还参演了《天和局》。
圆鼻头变尖
2006年,孙俪首次出演现代偶像剧《屋顶上的绿宝石》。同时,她还寻求影坛方面的发展,参演了与李连杰合作的《霍元甲》,凭此片获第28届大众电影百花奖最佳新人奖;9月5日,出任丽江市城市形象代言人。
2007年,孙俪出演电视剧《新上海滩》的冯程程,还参演了《一世情缘》;同年,入围第3届“全国十大社会公益之星”的名单。
2008年,孙俪与邓超以荧幕情侣档出演电视剧《甜蜜蜜》;同年参与陈嘉上导演的电影《画皮》饰演夏冰;7月参演汶川地震公益短片《2008分之一》;9月1日北京残奥会圣火在上海传递,孙俪成为第57棒火炬手。
2009年,孙俪出演严歌苓小说改篇的电视剧《小姨多鹤》,剧集因中日题材问题未能在卫视台播放。后又参演了外语拍摄的电影《金山》,《金山》未能够在国内放映,后来却获得两个奖项——罗马故事电影节最佳女主角奖和加拿大双子星奖最佳女主角奖。同年还参演了刘镇伟导演的电影《机器侠》。