2010年，在陆续接演了《太坏了》、《摇滚之王》中的几个配角后，艾玛·斯通获得了主演青春喜剧《绯闻计划》的机会，饰演一个“作风犀利”的浪荡女孩。凭借在该片中的表演，艾玛获得第68届金球奖喜剧类最佳女主角提名。这一年，艾玛被《名利场》杂志选作9位“好莱坞新生代女星”之一登上杂志封面。

同年，艾玛搭档杰西·艾森伯格和伍迪·哈里森主演了喜剧恐怖片《丧尸乐园》，与阿比盖尔·布莱斯林一同饰演一对性感美艳的姐妹花。本片之后，艾玛似乎逐渐发现了自己的喜剧天赋，凭借这个角色，艾玛获得第12届青少年选择奖的最佳喜剧片女演员提名。

在意识到自己在喜剧片中的强大感染力后，艾玛2011年又主演了喜剧爱情片《疯狂愚蠢的爱》，这次搭档的是史蒂夫·卡瑞尔、瑞恩·高斯林和美艳的摩尔阿姨。艾玛在片中成为了情场高手“高司令”的征服者，这是一部教观众去爱的喜剧片，笑料设计十分具有创造力，加上“石头姐”爽朗真诚的笑容，这部电影可以说是2011年的最佳喜剧爱情片之一了。

2012年，艾玛和安德鲁·加菲尔德主演影片《超凡蜘蛛侠》。艾玛在影片中扮演蜘蛛侠的初恋女友格温·斯黛西，这次影片里艾玛换回了天生的金发，她和加菲也因戏生情，2014年二人合作续集《超凡蜘蛛侠2》，艾玛获得第20届评论家选择奖最佳女配角提名。

自此，艾玛的好莱坞之梦似乎越来越顺畅，2014年，她主演了“墨西哥三杰”之一亚利桑德罗·冈萨雷斯·伊纳里图的《鸟人》，在片中饰演迈克尔·基顿的患有毒瘾的女儿，慌张无措的眼神放射着渴望和恐惧，神经质、一团糟，却很美。艾玛凭借与此前饰演角色完全不同的风格，获得了第87届奥斯卡的最佳女配角提名，《鸟人》更是将当年的最佳影片、最佳导演收入囊中，风光无两。

这一年，伍迪·艾伦也相中了艾玛，连邀她主演两部电影，一年一部作品的伍迪·爱伦在2014年和2015年的《魔力月光》和《无理之人》的女主角都是灵气四溢的少女形象，艾玛神经质的一面也在伍迪的导筒下更为可爱多变，这两部电影的男主角也极具魅力，一位是英国古典帅哥科林·费斯，一位则是最近大热的《小丑》的男主杰昆·菲尼克斯。

2016年，艾玛与瑞恩·高斯林再次合作《爱乐之城》，这部2016年的歌舞爱情片不仅拥有出色的作曲、摄影和导演，艾玛和“高司令”的唱跳更让观众无法转移半分的注意力，电影原声带证明艾玛除了有一双包含情感的眼睛，还有一副会讲故事的歌喉。华丽的《爱乐之城》帮助艾玛斩获当年奥斯卡的最佳女主角，好片邀约也由此源源不断。

2017年，艾玛主演了极具突破性的传记运动电影《性别之战》，饰演女子网球选手比利·简·金，史蒂夫·卡瑞尔饰演艾玛的对手博比·里格。影片因过于追逐政治正确而遭观众诟病，但仅就表演而言，两位主角都还原了70年代运动员的人物风貌，二人也双双获得了当年金球奖的音乐/喜剧片最佳男、女主角提名。

2018年的秋天，艾玛在Netflix的原创剧集《疯子》中担任主演，《真探》导演凯瑞·福永执导，剧集的联合主演还包括乔纳·希尔，这也是二人在《太坏了》之后时隔11年再次合作。在接受采访时，艾玛说之所以接演《疯子》，“是因为它讲述的是那些内心挣扎之人试图用一颗药丸来治愈自己的故事”， 艾玛说，“但在剧中你会发现，人与人之间的联系和爱是唯一能伴我们度过一生的东西。我喜欢这个主题。”

同期，艾玛与希腊导演欧格斯·兰斯莫斯合作，出演其执导的电影《宠儿》，这部在威尼斯电影节和奥斯卡都广受好评的电影再次确认了艾玛在好莱坞的演技派女演员地位，影片的另两位主演奥利维娅·科尔曼和蕾切尔·薇姿也展现了与前作不同的魅力，科尔曼更是凭借安妮女王的角色获得了奥斯卡最佳女主角。