2011年6月24日，与黄渤合作主演的爱情喜剧电影《假装情侣》上映，她在片中饰演幼儿园教师沈露 ；7月8日，在魔幻爱情电影《肩上蝶》中饰演为爱牺牲幻化为蝶的女孩宝宝 ；7月19日至9月11日，江一燕首次登上话剧舞台，在话剧《七月与安生》中饰演安生，并演唱两首原创曲目《七月》和《爱情香烟》，随后凭借该话剧获得第一届丹尼奖最佳女演员奖；
10月13日，由中德合拍爱情喜剧电影《爱疯了》上映，她在片中饰演80后鲜花小丑凌玲；12月23日，在与张震、方中信合作主演的爱情电影《蓝色矢车菊》中饰演极具音乐天赋的大提琴女孩桑朵。
2012年7月12日，与邓超、刘亦菲合作主演古装武侠题材电影《四大名捕》，江一燕在片中饰演性格刚烈而直接的反派侠女姬遥花；8月14日，参演的剧情电影《消失的子弹》上映，她凭借在片中饰演的冷面女囚傅源提名第32届香港电影金像奖最佳女配角；9月，推出个人首部散文随笔摄影集《我是爬行者小江》。
2013年4月，与郭富城、张家辉合作主演的剧情片《同谋》上映，其在片中饰演的芷慧展现了清新可人的邻家女和风情万种的歌姬两种形象；
