2003年，与吴镇宇、张家辉合作主演惊悚电影《六度心寒》，在片中饰演因精神状态不佳而产生幻觉的莫心怡；同年，主演爱情题材的网剧《男女字典》，她在剧中饰演投资银
行私人银行部主任Kelly，并演唱该剧的主题曲《谈情做爱》[20] 。2004年，自费出版唱片《Attitude》；同年，与刘嘉玲、张柏芝、蒙嘉慧等合作主演爱情喜剧电影《求爱上上签》，在片中饰演性格放荡、思想极其开放的女作家关德娴[21] 。
2005年，主演反映中国抗日战争的电视剧《逐日英雄》，在剧中饰演相貌出众的军统少校情报员向婉婷[22] 。2007年，主演的古装武侠剧《雪山飞狐》播出，她在剧中饰演性格刚毅的袁紫衣，并演唱该剧的主题曲《雪的道别》[23] 。
2008年，主演的爱情剧《暴雨梨花》在中国内地播出，她在剧中饰演艳冠十里洋场的上海影后陆华浓[24] ；11月，与刘恺威、冯绍峰合作主演女性励志情感剧《一千滴眼泪》，在剧中饰演外柔内刚、个性善良的沈心怡[25] 。2009年，在爱情喜剧电影《越光宝盒》中再度饰演紫霞仙子[26] 。
2010年，与张达明、李子雄、张璇联袂主演剧情片《芳香之城传奇》，在片中饰演不能说话，却拥有天籁般的嗓音的哑女苏凌芳[27] 。2011年，在武侠玄幻剧《大唐双龙传之长生诀》中一人分饰两角，演绎一对冷艳的杀手姐妹花[6] ；同年，凭借 《没有墙的世界》获得第39届国际艾美奖好佳女演员提名[28] 。2012年，婚后的朱茵选择淡出影视圈。2015年，参加湖南卫视真人秀节目《偶像来了》[29] 。
2017年8月25日，朱茵暌违大银幕六年后的回归之作《二次初恋》在中国大陆上映，她在片中饰演气质舞蹈女神叶兰