Nei't se har aktearoplieding ôfrûne hie, sette Olsen útein mei in eigen karriêre as aktrise, los fan it wurk fan har susters. It hie der wol oan hân dat soks barre soe, want fanwegen de negative media-oandacht dy't de famylje Olsen yn 2004 oer it mad kaam yn ferbân mei Mary-Kate har anoreksia, hie Elizabeth op in hier nei it aktearjen deroan jûn. Sa wie it lykwols net gien, en yn 2011 briek se troch mei har haadrol yn it ûnôfhinklikeskriller-dramaMartha Marcy May Marlene. Sawol de film sels as Olsen har optreden yn 'e rol fan Martha, in famke dat oan waantinkbylden lijt nei har ûntsnapping út in sekte en de weromkear nei har famylje, krigen in protte lof taswaaid. Olsen wûn ferskate mindere prizen, lykas de New Generation Award fan 'e Los Angeles Film Critics Association, de priis foar meast ûnthjittende akteur fan 'e Chicago Film Critics Association en de priis foar bêste aktrise fan 'e Vancouver Film Critics Circle. Ek waard se nominearre foar de Independent Spirit Award, de Satellite Award en de Saturn Award yn 'e kategory bêste aktrise.
De folgjende film fan Olsen wie de horror-remakeSilent House (2011), wêryn't se de rol fan Sarah spile. Dy film krige mingde kritiken, mar Olsen har aktearjen waard rûnom priizge. It smiet har de Fangoria Chainsaw Award yn 'e kategory bêste aktrise op. Fierders spile Olsen yn 2011 ek noch yn 'e film Peace, Love & Misunderstanding en yn 'e fideoklip fan it nûmerThe Queen fan Carlotta. Yn 2012 wie se te sjen yn 'e films Red Lights en Liberal Arts, wêrfan't de lêste regissearre waard troch Josh Radnor.
Ein 2018 makke Disney bekend dat Olsen en Paul Bettany de haadrollen spylje soene yn in noch te meitsjen tillefyzjesearje fan Marvel Entertainment, dy't útstjoerd wurde soe op 'e eigen video-on-demandtsjinstDisney+. De titel fan 'e searje soe WandaVision wurde, sa waard yn april2019 befêstige. De searje moast streekrjocht yn ferbân stean mei de noch te meitsjen film Doctor Strange in the Multiverse of Madness, dêr't Olsen ek yn meispylje soe.