2010年1月2日，合作胡歌主演的穿越历史剧《神话》在央视八套首播，白冰在剧中饰演了美丽大方的图安公主玉漱，并与胡歌演唱片尾曲《美丽的神话》。她承载在一个国家的重任嫁入秦国，成为秦始皇的宠妃。高贵的外表下包裹着一颗追求真爱的心，她可以放弃一切与心爱的人厮守一生，却困于皇陵两千年。可玉漱依然等待着与易小川重聚的一天。剧中美好的爱情打动着我们，而戏外，两人曾传出与胡歌拍拖。前不久有媒体爆料白冰乘坐胡歌的限量版Jeep前往机场，又指白冰曾捧场胡歌的话剧。不过胡歌曾在微博以调侃的方式否认绯闻。男方否认后，白冰也很快做出澄清。
7月，参与拍摄抗战题材电视剧《水上游击队》，并在剧中饰演了雁翎队中的女战士丁水妹，该剧是白冰首次尝试抗日题材电视剧 。8月3日，主演的都市情感剧《苦咖啡》首播，白冰在剧中饰演了善良单纯的都市白领沈离，并演唱主题曲《领养星星的孩子》。11月13日，在第4届华鼎奖上，《神话》获得“传奇题材类最佳电视剧”，白冰凭借该剧获得“华鼎中国最受观众喜爱的女演员奖”。12月，参演了陈木胜执导的动作电影《新少林寺》。2011年4月，白冰主演的都市爰情电影《隐婚男女》上映，并在片中饰演了敢爱敢恨的张静宜。5月，白冰通过公司推荐被选中主演枪战动作电影《逆战》，她在片中饰演了训练有素的国际刑警ICE。12月17日，白冰主演的古装剧《凰图腾》在湖南卫视播出，白冰在剧中饰演了单纯善良的缪风燕。
