2003年，与孙红雷等人合作出演了高群书执导的犯罪电视剧《征服》，饰演李梅，如果说高群书导演的《征服》是一部“男人”的戏，那么“李梅”无疑是这部戏里的“核”，所有的情节都围绕着她展开，如果剧本给角色安排了大段的、戏剧化的台词，如果导演能够设置一场场外化的情绪宣泄情节，那么“李梅”的人物状态并不难表现。可是，偏偏这些都没有，在没有任何“外在途径辅助”的前提下，展示复杂的情绪变化只有依靠演员的表演功底了。于是，威葳在剧本关于“李梅”的只字片语中，仔细揣摩人物情感变化，从细节入手，表现人物丰富的内心。整部戏下来，给人印象最深的应该是“李梅”的眼神：或无奈、或孤独、或悲愤、或期待……“没什么办法，我只有用眼睛代替语言、代替动作。” 威葳笑称，“虽然角色状态很难把握，但导演高群书很注重调动演员的情绪，在拍摄顺序上也做了适当调整，让演员可以按照人物的命运发展准确地把握角色。”她把这个对孙红雷爱得死去活来，为了他不惜抛弃一切亡命天涯的女孩演绎的淋漓尽致，因此被观众熟知，之后片约接踵而来。
2004年，在反黑题材电视剧《角力》（原名《权利场》）中饰演“海归’的医学博士，拥有美丽的外表、渊博的学识、良好的教养，但依旧是个悲情角色；之后与柯蓝、何晴共同出演情感电视剧《女人背后的女人》。2005年，出演了情感生活剧《决不饶恕》，饰演楚洁；随后出演了反特悬疑剧《古城谍影》，饰演经历复杂的“女特务”骆春忆。2006年，被导演王小帅选为电影《左右》的女主角，饰演拯救孩子生命的母亲枚竹，是一个内心十分矛盾的角色，该片是她演艺生涯的第一部真正意义的大银幕作品，随后她凭借电影《左右》入围第58届柏林电影节主竞赛单元，首次走上柏林红毯。2007年，在改编自电影的反特电视剧《保密局的枪声》中再次饰演一名女特务；之后与方中信、张嘉倪等人出演家庭情感剧《又见一帘幽梦》，饰演知性而宽容的“沈随心”，为爱而放弃理想，漂泊守候，温暖爱人。
2009年，合作张国强、段奕宏、张译加盟抗战剧《我的团长我的团》，饰演女主角上官戒慈， 是一个外表端庄柔弱内心刚强的缅甸华侨，在剧中与迷龙、龙文章产生过感情，凭此此剧获得观众的喜爱；随后再次与张国强搭档出演年代剧《大掌柜》，扮演一位知书达礼，大胆努力追寻爱情的满清格格陆璎；还在谍战电影《风声》中饰演了女特工。2010年，先出演了悬疑谍战剧《风声传奇》，她在该剧第一篇《风声篇》中饰演女特工李宁玉，沉着机智、攻于心机；接着出演了情感剧《妈妈我爱你》，扮演女强人母亲庞婉丽。2011年2月，出演爱情电影《我们约会吧》，在片中饰演《我们约会吧》节目的制片人，是个女强人；5月，出演了由《北风那个吹》原班人马制作的年代情感剧《雪花那个飘》，塑造了女诗人徐文丽这一形象，对文学有着不懈的追求，偶尔有些虚荣、娇柔做作。
同年9月，与许亚军搭档在电视剧《老爸的筒子楼》中饰演了一对“闪婚”夫妻，经历生活磨练，感情日久弥坚 。2012年3月，主演年代商战剧《向东是大海》，扮演传奇女人董芝霞，从富家千金、革命党人成为茶场主人，银行经理；12月30日，出演贺岁电影《双人床条约》，饰演母亲丁雪莉，为了不伤害孩子而选择与前夫离婚后仍“潜伏”生活在一起。2013年8月，与濮存昕、张国强共同出演改编自同名小说的电视剧《推拿》，饰演盲人按摩师孔佳玉，凭借该角色获得第二届中国电视剧导演工作委员会年度表彰盛典优秀女主角；9月，在年代情感剧《遥远的婚约》中饰演文艺知青乔慧敏。
