2009年，甘薇出演了个人的首部大银幕作品，她与孙俪、胡军、方力申合作出演了由刘镇伟执导的科幻动作喜剧《机器侠》。

2010年，甘薇与孙红雷、林志玲、李立群共同出演了动作喜剧片《决战刹马镇》。

2011年，甘薇又与钟镇涛、熊乃瑾、谭耀文合作出演了魔幻爱情片《无界之地》 ；同年，甘薇还与范植伟、马思纯、蒙湘共同出演了剧情片《岁月无声》。

2012年，甘薇与佟大为、乔任梁、秦昊合作主演了悬疑惊悚片《十二星座离奇事件》，并在片中饰演了患有人格分裂的女主角唐琳；同年，甘薇还在与陈小春、矢野浩二、彭波共同主演的爱情喜剧片《疯狂的GPS》中饰演了女主角小泽；此外，甘薇还首次担任制作人并与应采儿、熊乃瑾、刘芸联袂主演了时尚网络剧《女人帮·妞儿》，甘薇也凭借此剧获得了BQ江南红人榜风尚制作人奖。

2013年，甘薇继续担任制作人并与熊乃瑾、李小璐、戚迹合作主演了《女人帮·妞儿》第二季。