6月22日,主演的根据作家毕飞宇的原著《上海往事》小说改编的古装家庭剧《像火花像蝴蝶》首播,江一燕凭借在剧中饰演外表清冷孤傲、实内心温柔细腻的头牌歌女宋永芳获得第13届华鼎奖近代革命剧最佳女演员奖,同时她还为该剧配唱片尾曲《外婆桥》;12月6日,继续出演动作影片《四大名捕》系列三部曲之第二部《四大名捕2》。
2014年7月4日,由其主演的惊悚片《笔仙3》上映,她在片中饰演心里抑郁神经质的单身妈妈丽娜;8月22日,继续出演动作影片《四大名捕》系列三部曲的大结局篇《四大名捕3》,并凭借其获得第16届华鼎奖最佳女配角。
2015年1月27日,江一燕变身独立唱作人发行单曲《我不》,并分享创作笔记;2月6日,与郑恺合作主演的爱情性感喜剧片《有种你爱我》上映,她在片中饰演洒脱豪爽的左小欣 ;8月19日,在爱情电影《恋爱中的城市》第四个单元北海道篇中饰演文艺小姐小江;随后,发行原创单曲《Honey Moon》;
11月13日,客串都市爱情电影《陪安东尼度过漫长岁月》;11月27日,在犯罪悬疑片《消失的凶手》中饰演神秘莫测却又温婉多情越狱女囚傅源;同年,她还主演抗战剧《古城小女人》。