Se ha hecho rápidamente con un sitio en Hollywood, con papeles en un gran número de películas prominentes. En 2004, sorprendió al público con su interpretación de Lola, la subordinada de un estafador, en Alibi--a un drama sobre un timado (Steve Coogan) que concibe coartadas para cónyuges que están teniendo una aventura y es acusado del asesinato de uno de sus clientes.
En 2005, Romijn prosiguió su fulgurante carrera con la esperada X-Men 3, cuyo estreno está previsto para el 5 de mayo de 2006. Romjin recientemente apareció en El castigador con Thomas Jane y John Travolta y actuó frente a Robert De Niro y Greg Kinnear en El enviado. En 2003, apareció en la segunda parte de X-Men, X-Men 2, que ha recaudado más de 400 millones de dólares hasta la fecha. Hablando de su interpretación, la revista Variety dijo "Es injusta con los demás actores, porque roba todas las escenas simplemente por aparecer con su malla azul de cuerpo entero. Cuando su personaje Mística, un nombre muy acertado, toma el control de la acción, la actriz lo da todo, pasando de una identidad a otra más rápido y más veces de lo que Cher cambia de vestuario en un concierto".
Consiguió convencer a la crítica con su papel en Femme Fatale con Antonio Banderas. En esta película de cine negro, Romijn interpreta a una mujer que intenta encauzar su vida por el buen camino, aunque le resulta difícil al verse perseguida por su pasado de timadora. Sobre su actuación Los Angeles Times dijo, "Desde que Sissy Spacek interpretara a su impresionante "Carrie", ninguna actriz de De Palma ha mostrado tanta fuerza en pantalla como Rebecca Romijn".
Estas películas llegaron tras sus apariciones en Rollerball, con Chris Klein y LL Cool J, un papel con Al Pacino en Simone, y la tremendamente exitosa X-Men.
Romijn saltó desde las pasarelas al mundo de la interpretación, con apariciones memorables en exitosas series de televisión como "Friends" y "Just Shoot Me". También presentó "House of Style" de la MTV y apareció en cameos en largometrajes como Austin Powers: la espía que me achuchó.
Vive en Los Ángeles.