第一部让伊丽莎白得到业内关注的电影，是2011年在圣丹斯电影节上广受好评的《双面玛莎》。在《双面玛莎》里，伊丽莎白饰演了一个从邪教逃出来、内心充满创伤与挣扎的女孩。几乎没有电影经验的她，用精准而敏感的表演撑起了整部电影。
《双面玛莎》之后，伊丽莎白凭借片中角色接连获得新星和女主角的奖项提名，在独立电影圈闯出了自己的名声。
在接下来一年里，伊丽莎白片约不断，先后带着悬疑片《红灯》和爱情喜剧《文科恋曲》两部作品出现在圣丹斯，两部电影都获得了还算不错的口碑。她还参演了由丹尼尔·雷德克里夫、戴恩·德哈恩主演的《*死汝爱》。
但她的目标不止于独立电影，好莱坞也早已经为她预备好了位置。
导演加雷斯·爱德华兹就曾亲自邀请伊丽莎白·奥尔森加盟《哥斯拉》。
他对她说：“你是一个真正的演员”，所以伊丽莎白“不用和过道里等着的其他六个女孩一起参加试镜”，全看她自己是否乐意接演。
一开始，她还不想接受。但后来她意识到，这次的角色并非是以往怪兽片中只会尖叫逃跑的花瓶女主，这次的角色不仅是一个妻子，还是一位母亲、一名护士，她需要照顾自己的小孩、家庭和大量伤员。这个角色身上的人性光芒最终打动了伊丽莎白。
于是，她接下了这个角色，和亚伦·泰勒-约翰逊搭档饰演了一对夫妻。商业片首秀就是《哥斯拉》这样量级的电影，可以说，伊丽莎白是十分幸运的。
