2012年5月，姚星彤作为电影《十二生肖》主角亮相第65届戛纳电影节竞赛单元红毯。美国电影杂志《Hollywood Reporter》刊登了姚星彤“中国电影之夜”礼服造型全身大图，她也是此次影展自家一个登上该刊的华人女星[15] 。
2013年，姚星彤赴美游学，在纽约进修表演的同时，还利用业余时间与美国好莱坞经纪公司Untitled Entertainment签约，继续自己的演艺工作[16] 。10月，姚星彤以贵宾VIP身份受邀参加巴黎2014春夏系列发布会看秀，首次出现在国际时装周上[17] 。
2014年，参演都市爱情喜剧电影《前任攻略》，饰演女一号夏露
[18] 。同时出版首部半自传体小说《致前任》
[19] 。中韩
明星联合主演的爆笑喜剧《斐济99°C的爱情》也已拍摄完毕，2014年暑期档公映
[20] 。
2015年5月19日，主演的《土豪520》在京举办首映礼，电影于5月21日正式上映。[21] 同时主演的电影《我是谁2015》将于6月5日上映。[22] 2015年12月，姚星彤获得韩国电影演员协会大奖“中国地区好受欢迎女演员奖”。[3]
2016年，与阿诺·施瓦辛格、成龙主演好莱坞奇幻巨制影片《中国游记》，她在片中饰演女一号公主成兰。[4]
2017年，与张涵予、李雪健、秦俊杰、舒畅等演员共同主演电视剧《天下长安》，饰演女主李木兰
