梅丽尔·斯特里普曾经说，如果一个人想进入好莱坞，那就应该早点去。有《蓝色大门》作为起点，有相貌和气质作为护身符，桂纶镁本可以早早展开更耀眼的星途，但她却在自己的黄金时代，暂时告别了娱乐圈。在同时考上台北艺大戏剧系和淡江大学法文系后，她却去念了法文，并在2004年，去法国里昂，以交换生身份学习。
2002年后，她只在影像中偶然露面，2003年，在电影《地下铁》中客串，2005年，主演电影《经过》，并偶然出现在一些和她气质吻合的MV里，例如陈绮贞的《小步舞曲》、蔡健雅的《陌生人》和《无底洞》、FIR的《我们的爱》。
2007年，完成学业的桂纶镁，在稍事休整后，开始全面复苏自己的演艺事业，先是出演周杰伦电影《不能说的秘密》，然后是《最遥远的距离》。两部电影，口碑和票房都不俗，也让桂纶镁的文艺女神形象得以延续，所有喜欢她的人，因此松了一口气，五年的搁延，并没让人忘记她。
她职业生涯中的一个重要转折点，在2008年到来，这一年，她先是和大导演徐克合作，出演电影《女人不坏》，并在影片中扮演“后硬核乐队主唱”铁菱，以一个会拳击、骑摩托的颠覆性的形象出现。几乎同时，江志强的安乐公司，将她签下，她的演艺事业，由此全面爆发。
2010年后，她接连出演《线人》等作品，合作对象都是一线明星，2011年，甚至一口气出演四部电影，分别是《肩上蝶》、《全球热恋》、《星空》、《龙门飞甲》，年底上映的《龙门飞甲》，让她在2012年得到第31届香港电影金像奖和第31届大众电影百花奖“最佳女配角”提名，以及第12届华语电影传媒大奖“最受观众瞩目女演员”奖项提名。
2012年，桂纶镁在大银幕上露面的频率略低，电影作品只有《女朋友·男朋友》和《圣诞玫瑰》，不过，最终让她获得第49届金马奖和第55届亚太影展“最佳女主角”奖项的，正是《女朋友·男朋友》。
《女朋友·男朋友》里的林美宝，和桂纶镁以往出演的青春片女主角，有相似却也有差异，最大的差别，就在于这个角色可以让她展现英气一面。故事发生在“解严”前后的台湾，年轻人热血沸腾地行动着，在后民歌时代的歌声里集会、抗议，大胆地向世界伸出他们的触须。桂纶镁斜斜地看着凤小岳，剃掉鬓边的头发那一幕，是2012年最令人难忘的电影瞬间。刘德华则说，她在这部戏里的表演非常精准，从缺乏安全感的少年时代，到成长后的逐渐世故，以及中年后的坦然，很有层次，带动了整部电影。
