Pada 2008, Adams memerankan seorang biarawati dalam film drama Doubt, dimana ia beradu peran dengan Philip Seymour Hoffman dan Meryl Streep, dimana ia meraih nominasi Oscar keduanya untuk Aktris Pendukung Terbaik dan memenangkan Spotlight Award dari Festival Film Internasional Palm Springs.[8][9] Ia kemudian membintangi film komedi-drama Julie & Julia (2009) dimana ia beradu peran dengan Streep, dan memerankan Amelia Earhart dalam film sekuel komedi petualangan Night at the Museum: Battle of the Smithsonian (2009). Pada tahun berikutnya, ia tampil dalam film drama olahraga biografi garapan David O. RussellThe Fighter (2010), yang membuatnya meraih nominasi ketiga pada Academy Award untuk Aktris Pendukung Terbaik.[10] Ia kemudian membintangi film komedi musikal The Muppets (2011), dan pada 2012, ia tampil dalam film drama garapan Paul Thomas AndersonThe Master, bersama dengan Hoffman dan Joaquin Phoenix. Pementasannya dalam film The Master membuatnya meraih nominasi Aktris Pendukung Terbaik di Academy Awards.[11]
Adams merilis tiga film pada 2013. Ia memerankan Lois Lane dalam film pahlawan super Man of Steel (2013), berperan kembali dengan Phoenix pada film komedi-drama fiksi ilmiah Her (2013), dan berperan sebagai polisi wanita dalam film komedi-drama kejahatan garapan Russell American Hustle (2013). Untuk film American Hustle, ia memenangkan Golden Globe Award untuk Aktris Terbaik (Komedi atau Musikal) dan membuatnya meraih nominasi Academy Award untuk Aktris Terbaik pertamanya.[12][13] Pada 2014, Adams membintangi film drama Lullaby, dan memerankan artis Amerika Margaret Keane dalam film komedi-drama garapan Tim BurtonBig Eyes. Untuk film Big Eyes, ia meraih Golden Globe Award untuk Aktris Terbaik (Komedi atau Musikal) kedua berturut-turut, menjadikannya aktris terbaik yang mengalami nasib tersebut.[a][14] Pada 2016, ia mempersembahkan kembali perannya sebagai Lane dalam film Batman v Superman: Dawn of Justice, perilisannya dengan keuntungan tertinggi.[15] Pada tahun yang sama, Adams meraih sambutan kritis atas pementasannya dalam film drama fiksi ilmiah Arrival dan film cerita seru psikologi Nocturnal Animals.[16][17]
^"The 81st Academy Awards". Academy of Motion Picture Arts and Sciences (AMPAS). Diarsipkan dari versi asli tanggal November 10, 2014. Diakses tanggal March 24, 2015.
^"The 83rd Academy Awards". Academy of Motion Picture Arts and Sciences (AMPAS). Diarsipkan dari versi asli tanggal May 26, 2011. Diakses tanggal March 24, 2015.
^"The 85th Academy Awards". Academy of Motion Picture Arts and Sciences (AMPAS). Diarsipkan dari versi asli tanggal October 14, 2014. Diakses tanggal March 24, 2015.
^"The 86th Academy Awards". Academy of Motion Picture Arts and Sciences (AMPAS). Diarsipkan dari versi asli tanggal October 14, 2014. Diakses tanggal March 24, 2015.
^"Psycho Beach Party (2000)". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal April 2, 2015. Diakses tanggal March 21, 2015.
^"Cruel Intentions 2 (2001)". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal April 3, 2015. Diakses tanggal March 21, 2015.
^"The Slaughter Rule (2002)". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal April 3, 2015. Diakses tanggal March 21, 2015.
^"Pumpkin (2002)". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal April 3, 2015. Diakses tanggal March 21, 2015.
^"Serving Sara (2002)". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal April 2, 2015. Diakses tanggal March 21, 2015.
^"Catch Me If You Can (2002)". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal April 3, 2015. Diakses tanggal March 21, 2015.
^"The Last Run (2004)". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal December 31, 2014. Diakses tanggal March 21, 2015.
^"Standing Still (2005)". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal April 2, 2015. Diakses tanggal March 21, 2015.
^Scott, A. O. (December 21, 2007). "Good-Time Charlie's Foreign Affairs". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal May 13, 2015. Diakses tanggal March 21, 2015.
^"Moonlight Serenade (2009)". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal April 2, 2015. Diakses tanggal March 21, 2015.
^"The Fighter (2010)". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal April 2, 2015. Diakses tanggal March 21, 2015.
^"On the Road (2012)". The New York Times. Arthur Ochs Sulzberger Jr. Diarsipkan dari versi asli tanggal April 2, 2015. Diakses tanggal March 21, 2015.