2004年,出演黄力加执导的古装传奇剧《台湾首任巡抚刘铭传》,剧中饰演马来诗媛佣人灵凤。2005年,参演徐静蕾、刘亦菲、蒋雯丽主演的青春励志剧《豆蔻年华》。2006年,殷旭回归家庭,选择暂停拍戏。2009年,参演章子怡、范冰冰、何润东主演的爱情喜剧片《非常完美》,饰演电梯小朋友的妈妈,从而正式复出。2012年,出演孙恺凯执导的古装穿越剧《唐朝好男人》,在剧中饰演大唐的兰陵公主。2013年,主演麒麟执导的动作爱情片《古墓兽影》,殷旭饰演性格坚韧、容颜俏丽且情感曾受挫折,但仍重情重义的戴慧;2014年5月28日,在“STYLE-2014风格盛典”中殷旭获得“新锐风格明星”奖。2015年3月,主演刘赫尧执导的悬疑惊悚片《九月照相馆》,在片中饰演爱孩子、爱丈夫,尊敬老人的女子李丹;11月30日,出演由郑晓龙执导的古装爱情传奇剧《芈月传》首播,殷旭在剧中饰演秦惠文王之妃卫良人。2017年7月12日,主演由虎子执导的年代抗战剧《红》杀青,殷旭在剧中饰演从小深受西方民主自由思想影响,性格直爽率真,爱恨分明的大家小姐孟珮琳;8月,与杨子姗 、郑恺合作出演金晔执导的都市情感剧《好久不见》。2018年1月,其参演靳东、江疏影、李宗翰主演的都市情感剧《恋爱先生》在东方卫视播出,饰演外表强悍、内心善良且渴望被保护的女孩陈静;7月19日,参演秦岚、聂远、吴谨言主演的大型古装剧《延禧攻略》,殷旭在剧中饰演方姑姑一角。