2009年李呈媛凭借“就这样一直美下去”的某维生素E广告再次让观众怦然心跳时，她的微笑更是成为招牌，而李呈媛本人也成了一位名副其实的广告明星。2011年10月，李呈媛再次与其代言的某品牌天然维生素E合作，为其拍摄新一期的广告大片 。2012年，《箭士柳白猿》入围第49届金马奖最佳改编剧本、最佳动作设计及最佳原创电影音乐三个奖项的提名。李呈媛在《箭士柳白猿》中扮演女主角月牙红，《箭士柳白猿》是李呈媛第一部大荧幕作品，与其在观众心目中熟悉的广告中的甜美形象不同的是，在影片中，李呈媛扮演风情万种的末世名伶，是武林核心人物之间的重要纽带 。同年与胡歌主演电视剧《轩辕剑之天之痕》 。 2013年，与赵文卓主演电视剧《铁血红安》 ，该剧讲述了由李呈媛饰演的曹丽君与赵文卓饰演的刘铜锣，身怀革命理想，一起加入工农红军，并终身致力于革命事业的史诗爱情故事 。9月29日，与程思成主演喜剧片《一路顺疯》上映 。11月8日，李呈媛主演的《我爱的是你爱我》首映，李呈媛饰演的陈曦温柔文静，但骨子里却有对爱情的执着与疯狂，与张涵予的爱情之路也异常坎坷催人泪下 。2014年，与张翰、赵丽颖、黄明主演台湾导演刘俊杰执导的电视剧《杉杉来了》，该剧改编自畅销小说家顾漫的青春文学作品《杉杉来了》，李呈媛此次饰演留学归来的气质美女元丽抒 。同年，与马天宇、陈奕迅主演电视剧《华丽时代》。同年，与黄宗泽、黄明合作主演电视剧《爱让我们在一起》，饰演俏爽女律师景心妍 。2016年，出演由李国立指导，刘诗诗、霍建华、李呈媛等主演的古装传奇励志剧《女医明妃传》，饰演贤良淑德的孝庄钱皇后。《女医明妃传》是以公元十五世纪的明朝作为背景，报告了女医谭允贤的传奇一生。剧中，李呈媛饰演皇上英宗的正妻钱皇后，是一位美貌与智慧兼具的贤后，而李呈媛演绎下的温婉却不失大气的钱皇后未播先红，被称赞为十足的“中国好皇后”。