霍思燕在電影方面有着不錯的表現：《精武陳真》、《龍鳳店》、《飲食男女2012》、《二次曝光》、《午夜火車》等多部電影演技都受到肯定（聚男小編娛樂評價）；此外，霍思燕憑藉《我要成名》入圍香港金像獎和金紫荊獎，憑藉《迷城》和《夢遊3D》先後入圍第十三屆上海國際電影節和第二十四屆東京國際電影節最佳女主角獎等多項大獎，這也是對霍思燕演技的一種認可。（聚男小編娛樂評價）此外，霍思燕首次主演的電影《我要成名》於2006年9月1日上映，該片由香港導演劉國昌執導，匯聚了爾東昇、陳果、梁家輝、劉青雲等演員，霍思燕飾演女一號吳曉菲，霍思燕憑藉該片入圍第二十六屆中國香港金像獎最佳新人獎和中國香港電影金紫荊獎最佳新人獎，並獲得中國電影導演協會最佳新人銀獎。2012年霍思燕與范冰冰、馮紹峯主演的電影《二次曝光》上映，票房過億，這是霍思燕首部過億票房。
與歸亞蕾、楊洋、藍正龍、張孝全等主演的經典翻拍電影《飲食男女2012》9月23日，北京首映，霍思燕飾演女一號瓦兒。2015年4月21日出演電影《羅曼蒂克消亡史》；5月9憑藉《草帽警察》獲得第二屆中美國際電視節最佳女主角獎。2010年6月12日，第十三屆上海國際電影節正式舉行，在開幕紅毯上，霍思燕身穿Chanel和Balmain兩件禮服走了兩次紅毯；晚上，霍思燕先隨電影《迷城》劇組身着Chanel的2010春夏高級成衣系列黑白薄紗長禮服亮相，而後又隨電影《龍鳳店》劇組第二次踏上紅毯，這次霍思燕是穿着Balmain的黑色深V鑲鑽禮服，中分高開衩，搭配鑽飾腰帶以及黑色羅馬厚底靴。
9月27日，霍思燕作爲《精武風雲》主演之一和劇組在溫州舉辦慈善晚宴，共拍得善款63.8萬元，並全部捐贈給中國少年兒童基金會，用於建立“安康圖書館”工程。2011年10月22日，憑藉《夢遊3D》入圍最佳女主角的霍思燕出席24屆東京國際電影節並走綠地毯。2012年2月3號，霍思燕作爲女主角代表《飲食男女2》出席62屆柏林電影節，走紅毯時霍思燕穿着裸色的小公主短裙，拎着Lady Dior晚裝包。
