2003年1月，由其参演的电影《的士速递3》上映；9月，与吉约姆·卡内合作主演喜剧爱情电影《两小无猜》，在片中饰演波兰移民过来的小女孩苏菲；同年，出演由蒂姆·波顿执导的家庭奇幻电影《大鱼》。

2004年，与伊莲娜·德·芙吉霍尔共同主演悬疑电影《纯真》；同年，获得第57届戛纳国际电影节肖邦奖-最佳新人女演员奖。

2005年，与奥黛丽·塔图、加斯帕德·尤利尔约联合出演爱情电影《漫长的婚约》，在片中饰演为爱走天涯的妓女蒂娜，她凭借该片获得第30届法国凯撒奖最佳女配角奖。

2006年，与罗素·克劳、弗莱迪·海默联合主演爱情电影《美好的一年》，在片中饰演普罗旺斯当地咖啡店女老板范妮·奇诺。

2008年，与艾玛纽尔·塞尼耶、杰拉尔·德帕迪约联合主演传记电影《玫瑰人生》，她凭借该片获得第65届美国金球奖音乐及喜剧类最佳女主角奖、第80届奥斯卡金像奖最佳女主角奖，她也成为历史上第一个因为外语片而成为奥斯卡影后的女演员；7月，与妮可·基德曼、佩内洛普·克鲁兹等联合主演音乐片《九》，她凭借该片凭借入围第67届美国金球奖音乐/喜剧类最佳女主角奖。

2009年，与约翰尼·德普、克里斯蒂安·贝尔联合主演黑帮警匪电影《公众之敌》，在片中扮演德普的情人比莉·弗雷凯特；同年，出演由克里斯托弗·诺兰自编自导的科幻电影《盗梦空间》，在片中饰演道姆·柯布的亡妻“魅影”梅尔；12月，与吉约姆·卡内共同主演的爱情冒险电影《兰卡斯特的最后一次飞行》上映。

2010年，与弗朗索瓦·克鲁塞、伯努瓦·马吉梅联袂主演喜剧电影《小小的白色谎言》，在片中饰演有着极强独立意识的玛丽。

2011年，出演由大卫·柯南伯格执导的剧情电影《大都会》，在片中饰演罗伯特·帕丁森的妻子；6月，与欧文·威尔逊、瑞秋·麦克亚当斯联袂主演的爱情电影《午夜巴黎》上映；9月9日，与马特·达蒙、劳伦斯·菲什伯恩联合主演的灾难惊悚电影《传染病》上映，她在片中饰演世界卫生组织人员年轻的博士利奥兰特斯；同年，主演喜剧短片《迪奥》。

2012年7月，与克里斯蒂安·贝尔、汤姆·哈迪联合主演的科幻动作电影《蝙蝠侠：黑暗骑士崛起》上映，她在片中饰演韦恩企业的董事会成员米兰搭·泰特，凭借该片入围第22届MTV电影奖最佳反派奖，获得第16届好莱坞电影奖年度女演员奖；5月，与马提亚斯·修奈尔、伯利·兰内尔联合主演的爱情电影《锈与骨》上映，她在片中饰演海洋公园里的训鲸师斯蒂芬妮，凭借该片入围第70届金球奖剧情类最佳女主角奖，获得第27届欧洲电影奖最佳女演员奖。

2013年，出演由亚当·麦凯执导的喜剧电影《王牌播音员2：传奇继续》；5月24日，与杰昆·菲尼克斯、杰瑞米·雷纳联合主演的剧情电影《移民》上映，她在片中饰演极度贫穷的波兰移民艾娃；7月，与克里夫·欧文、比利·克鲁德普联袂主演的剧情电影《血缘》上映。

2014年，参演由阿贝尔·费拉拉执导的剧情电影《欢迎来到纽约》；同年，与法布里齐奥·隆吉奥内、奥利维埃·古尔梅联袂主演剧情电影《两天一夜》，她凭借该片入围美国评论家选择奖最佳女主角奖，获得第27届欧洲电影奖最佳女演员奖。

2015年，与迈克尔·法斯宾德搭档主演剧情电影《麦克白》，在片中饰演控制力极强的麦克白夫人，她凭借该片入围第18届英国独立电影奖最佳女主角奖；11月4日，参与配音的冒险动画电影《阿薇尔与虚构世界》上映，配音的角色为保罗和安奈特的女儿阿薇尔。

2016年，与布拉德·皮特共同主演爱情谍战电影《间谍同盟》，在片中饰演聪慧过人、冷静狠辣的法国卧底女间谍玛丽安；9月，与娜塔莉·贝伊、文森特·卡索联合主演的剧情电影《只是世界尽头》上映，她在片中饰演为人善良的凯瑟琳；10月19日，与路易斯·加瑞尔、阿莱克斯·布伦德穆尔联合主演的爱情电影《石之痛》上映，她在片中饰演淳朴的法国农民家庭的长女加布里埃尔，凭借该片入围第42届法国凯撒奖最佳女演员奖；12月，与迈克尔·法斯宾德共同主演的科幻冒险电影《刺客信条》上映，她在片中饰演表面是跨国制药公司一位科学家，其实是圣殿骑士的科技研究员索菲娅。

2017年，与吉约姆·卡内搭档主演喜剧电影《摇滚学徒》；5月，与马修·阿马立克、夏洛特·甘斯布联合主演的惊悚电影《伊斯梅尔的幽魂》上映，她在片中饰演伊斯梅尔的前妻卡洛塔。

2018年，与奥尔本·勒努瓦、娜德·蒂约联袂主演的剧情电影《天使脸庞》上映。

2019年，与弗朗索瓦·克鲁塞合作主演喜剧电影《我们终将在一起》。

2020年，参与配音的奇幻冒险电影《多力特的奇幻冒险》上映。

2022年，主演电影《兄妹》将于5月20日在法国上映。

2023年2月1日，参演的古装喜剧《高卢英雄：中国大战罗马帝国》在法国上映。3月17日，出演的Apple剧集《推断》上线。4月，参演的移民题材影片《野蛮人》在匈牙利开机。

2024年9月20日，出演的电影《李》在美国上映。

2003年，玛丽昂·歌迪亚与吉约姆·卡内在合作电影《两小无猜》时相识。2007年，两人开始交往。2011年5月20日，玛丽昂·歌迪亚产下一名男婴，取名为马塞尔·卡内。2017年3月17日，玛丽昂·歌迪亚与吉约姆·卡内生下了一个女儿。

古典雍容是法兰西对女神系的基本要求，而玛丽昂·歌迪亚即便不穿古装，演大量的现代戏，也能让观众咂摸出复古味儿来。她诠释了吟唱电影《玫瑰人生》的“法国小云雀”伊迪丝·琵雅芙。在电影《两小无猜》中，她用种种高危行为抓住了真爱的神髓，更是以腹黑魅力让蝙蝠侠拜倒在自己的石榴裙下（Mtime时光网评）。

圆圆的鹿眼有些突出，但并不笨拙，左右生辉、顾盼多情时丝毫无碍。身材虽然并不标致完美，然而却透出火热的春天气息。没错，她是个典型的法国美女，未必是希腊美女或者芭比娃娃，然而却极富“人”味，异性的鼻子和双臂渴望着她，就像炉子渴望火焰。和苏菲·玛索的冷艳不同，歌迪亚代表着星星的另一个角———热情、敏感、口无遮拦，甚至有点反应过度（《新京报》评）。