在2011年，演艺事业迎来重要转折的大野丝，与演员沟端淳平搭档，共同主演了改编自少女漫画《俏妞出招》的爱情喜剧电影《高校新人》。此前，她曾担任《Seventeen》的专属模特，而这部电影标志着她正式踏入影坛，她在片中生动诠释了渴望美好恋情的可爱女高中生角色长岛晴菜，这成为她个人履历中的首部电影作品。同年，她的演艺活动颇为活跃，不仅参演了个人的首部电视剧《高中生餐厅》，还有幸与木村拓哉、绫濑遥、堺雅人等知名演员合作，出演了年代背景的探险题材剧集《南极大陆》。此外，在一部由众多艺人共同演绎的家庭情感剧《最完美的人生终点》中，她塑造了井原家第五个女儿井原桃子的形象。 进入2012年，大野丝继续拓展戏路，先是与荣仓奈奈、市川实日子、木村文乃等人一同出演了一部反映当代校园生活的剧集《暗黑女教师》。与此同时，她更与妻夫木聪、武井咲、斋藤工等合作，挑大梁主演了一部风格独特的黑色爱情电影《爱与诚》。在该片中，她成功刻画了女高中生高原由纪这一角色，其人物兼具纯洁无瑕的外表和静寂黑暗的压迫感，给观众留下了深刻印象，并且她还亲自为此片献唱了插曲《梦は夜ひらく》。随后，她与朴贤哲搭档，主演了根据同名漫画改编的青春爱情片《沉溺爱歌》，在片中她扮演了外形帅气、在校园中拥有极高人气的乐团吉他手桜坂水树。同年，她还在一部现代剧情片《通灵者》中，饰演了因车祸不幸意外离世的角色御园奈津。 2013年，大野丝参与了NHK电视台一部备受关注的晨间剧《海女》的演出。同年，她还与西内玛利亚、山本裕典、特林德尔·玲奈等人联袂主演了一部校园魔幻爱情喜剧《山田君与7人魔女》，在剧中她饰演了拥有特殊能力、可以俘虏人心的魔女小田切宁宁。 2014年，大野丝的演艺事业进一步迈向多元化。她与山田裕贵、森永悠希、入来茉里合作，主演了改编自同名小说的恐怖悬疑电影《Live》，在片中饰演了最终在生死救援赛中取得胜利的女主角室田琉实。同年，她又与松山健一、伊势谷友介、寺岛进等实力派演员联袂，主演了一部都市神话题材的电影《天之茶助》。此外，她还参演了由同名漫画改编而成的侦探推理剧《金田一少年之事件簿N》。 2015年，大野丝与黄灿盛搭档，主演了一部都市纯爱题材的电影《忘雪》，她在片中饰演了清纯善良的女主角深雪。同年，她还与青木崇高合作，主演了一部现代悬疑片《雨中摇曳的女人》，并在这部作品中首次挑战了成年女性的角色。 2016年，她在现代罪案剧《铁证悬案~真实之门~》中进行了客串演出。2017年，她出演了日本东京电视台的一部深夜剧《新宿SEVEN》。2018年2月24日，她参与出演的电影《恶魔》正式上映。 2019年，大野丝参演了为纪念女性流行时尚杂志《NYLON JAPAN》创刊15周年而特别推出的企划电影《滚动的玻璃球》。同年12月，她出演了特别剧（SP电视剧）《恶魔的手球歌》，在剧中饰演了青池里子一角。 2021年，她参演了电视剧《离婚活动》。2022年，她继续活跃于电视荧屏，参演了电视剧《无间行者》。根据计划，在2025年3月20日，她参演的电视剧《山田全自动的福冈生活》也将如期播出。
二零一二年十二月，日本高中足球界迎来了一位新的形象代表，演员大野丝正式受邀出任第九十一届日本高中足球全国大赛的应援经理。凭借这一身份，她接过了这项拥有悠久传统的赛事所赋予的荣誉职责，成为其历史上第八位担任此职的公众人物，在赛事期间为所有参赛的高中球队与年轻球员们传递支持与鼓舞。
在电影《高校新人》中，大野丝首次以演员身份登上大银幕，便吸引了众多关注。她在片中饰演极度渴望恋爱的少女长岛晴菜，其表演所呈现的喜剧效果尤为亮眼。为了贴合角色，她毫不顾忌形象地做出各种夸张滑稽的鬼脸，这些生动演绎不仅让观众捧腹，也充分展现了她身为演员的敬业精神与不懈努力。《高校新人》里为大野丝设计的角色同样充满趣味。无论是毫无顾忌地大口进食，还是身着怪异服装不慎摔得人仰马翻，每一个场景都洋溢着令人忍俊不禁的欢乐氛围。尽管作为一位十五岁少女的出道作品，这样的人设或许略显夸张，但恰恰是这种设定，反而巧妙凸显了大野丝本人那种纯真、努力又带着些许笨拙的特质，与剧中晴菜的性格形成了自然而贴切的呼应。每一位观看此片的观众，几乎都会不由自主地为她的表现鼓舞喝彩，这也正是本片希望传递的情感共鸣。大野丝能够为了角色抛却矜持、全心投入，正是这份付出让她成功塑造出晴菜这一鲜活人物，从而圆满完成了这部青春爱情喜剧的创作。大野丝的图片集记录了她在此过程中的精彩瞬间与成长轨迹。