Една от най-известните роли на Розамунд Пайк е тази на изчезналата Ейми в трилъра на Дейвид Финчър. Тя носи на актрисата номинации за БАФТА, "Златен глобус" и "Оскар", както и отличия "Сатурн" и "Емпайър" за най-добра актриса в главна женска роля през 2015 г.
В центъра на сюжета е млад мъж (Бен Афлек), който се превръща в основния заподозрян за убийството на съпругата си, която изчезва внезапно от дома им. Впоследствие се оказва, че истината за нейната съдба не е никак проста...
С британската драма "Съзряване" от 2009 г. Розамунд Пайк си докарва редица номинации за поддържаща женска роля. Във филма си партнира с имена като Питър Сарсгард, Кери Мълиган и Ема Томпсън. Историята проследява съзряването на тийнейджърка от предградие на Лондон от 60-те години на миналия век и как животът й се променя с пристигането на плейбой почти два пъти по-възрастен от нея.
Сюжетът на сериала проследява Луиз (Пайк) и Том, които се срещат в кръчмата непосредствено преди седмичната си семейна брачна терапия. Всеки епизод разказва за това как протича животът им, какво ги обединява и какво започва да ги разделя. За ролята си в State of the Union Пайк печели награда "Еми" за най-добра актриса в драматичен сериал.
Историческата драма "Развратникът" от 2004 г. проследява историята на известния със своето пиянство, остроумие и екстравагантност граф на Рочестър Джон Уилмот (Джони Деп). Пайк влиза в ролята на неговата съпруга графиня Елизабет Уилмот.
За изпълнението си е отличена от Британските награди за независимо кино за поддържаща роля.
Една от интересните й роли е тази на Хелън в "Джак Ричър" (2012), където си партнира с Том Круз. Неговият герой Джак Ричър е следовател, разследващ случай с обучен военен снайперист, застрелял пет случайни жертви. Работата му го среща с Хелън Родин - адвокат и дъщеря на окръжния прокурор. Двамата трябва да намерят отговорите на много въпроси.
Филмът на Кристофър Маккуори е по романа на Лий Чайлд "Един изстрел".
В основата на сюжета на "Гордост и предразсъдъци", адаптация на популярния роман, е Елизабет Бенет (Кийра Найтли), която среща самотния, богат и горд Дарси. Романтичната драма е базирана върху въпроса може ли човек да преодолее собствената си гордост и предразсъдъците си. Пайк тук има второстепенна роля - тя е една от сестрите Бенет, Джейн.
Малка група борци на чешката съпротива предприема самоубийствена мисия, чиято цел е да ликвидира имперския протектор Райнхард Хайдрих – началник на СС и Гестапо и инициатор на Окончателното решение на еврейския въпрос. Във филма от 2017 г. Розамунд Пайк играе съпругата на Хайдрих - Лина.
Международно признание Розамунд Пайк получава през 2002 г. с филмовия си дебют като момиче на Бонд Миранда Фрост.
Във филма Джеймс Бонд е изпратен да проучи връзката между севернокорейски терорист и диамантен магнат, който финансира разработването на международно космическо оръжие. Пайк играе агент под прикритие на MI6 и двоен агент. За ролята си получава награда Empire за дебют.
