2001年，歌迪亚开始接演更具挑战性的角色。她主演了导演亚历山大·阿嘉的处女作《富里娅》和吉利斯·帕奎特-布兰内的黑暗家庭片《漂亮东西》，后者又给歌迪亚带来了一个恺撒奖最佳女主角提名。

2003年，她出演浪漫惊悚片《两小无猜》。

2005年，歌迪亚凭在《漫长的婚约》中扮演一个复仇的妓女而获得了恺撒奖的最佳女配角奖。在之后的《私人事务》、《玛丽》等片中，她尝试应付更具挑战性的角色。

2006年，歌迪亚在雷德利·斯科特的《美好的一年》中和罗素·克劳配戏。

2008年，玛丽昂·歌迪亚凭借《玫瑰人生》中的表演获得了金球奖最佳女主角、英国学院奖最佳女主角、恺撒奖最佳女主角和奥斯卡金像奖最佳女主角。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。同年2月25日，法国总统萨科齐和总理菲永分别发表声明，祝贺玛丽昂·歌迪亚一次获得3座奥斯卡“小金人”。同年7月，玛丽昂·歌迪亚与妮可·基德曼、佩内洛普·克鲁兹等人加盟由罗伯·马歇尔执导的音乐片《九》。影片使她获得金球奖音乐和喜剧类最佳女主角的提名。

2009年6月18日，玛丽昂·歌迪亚与约翰尼·德普、克里斯蒂安·贝尔一同亮相电影《公众之敌》的芝加哥首映仪式。黑帮警匪片《公众之敌》根据真实事件改编而成，由大导演迈克尔·曼执导。玛丽昂·歌迪亚在片中扮演了德普的情人比莉·弗雷凯特。同年，她还出演了由克里斯托弗·诺兰自编自导的电影《盗梦空间》，在影片中饰演了莱昂纳多·迪卡普里奥的妻子梅尔。

2010年，她出演了男友吉约姆·卡内自导自演《小小的白色谎言》，并在10月14日出席了影片的巴黎首映式。

2011年，她出演了由大卫·柯南伯格执导的电影《大都市》，在影片中饰演罗伯特·帕丁森的妻子。同年4月，歌迪亚确定加盟《蝙蝠侠：黑暗骑士崛起》，在影片中饰演了韦恩企业的董事会成员米兰搭·泰特。同年9月9日，她主演的灾难惊悚片《传染病》在美国上映。同年9月，玛丽昂·歌迪亚确定出演由雅克·欧迪亚执导的《锈与骨》。

2012年1月，玛丽昂·歌迪亚出演了由詹姆士·格雷执导的《下流人生》，以一身美艳的烟花女子装扮现身片场。同年12月，她凭借在影片《锈与骨》的演出获得了第70届金球奖剧情类最佳女主角的提名。

2013年，她出演了《两天一夜》、《卑贱人生》等影片。

2016年5月20日，泽维尔·多兰携《只是世界尽头》主演玛丽昂·歌迪亚亮相戛纳首映礼。^[1]

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，两人从2007年开始交往。

2011年1月，玛丽昂宣布已经怀有吉罗姆的孩子；5月20日，她产下一名男婴，取名为马塞尔·卡内。