2008–2012

Năm 2008, Johansson xuất hiện trong phim điện ảnh The Other Boleyn Girl cùng với Natalie Portman và Eric Bana,[9] bộ phim này đã nhận được nhiều ý kiến trái chiều từ giới chuyên môn.[10][11] Viết cho tờ Rolling Stone, Pete Travers chỉ trích bộ phim với "những trò ngớ ngẩn phát bực", nhưng lại có những ý kiến tích cực cho Johansson và Portman, "Những điều làm được đó là sự kết hợp ăn ý giữa Natalie Portman và Scarlett Johansson, những người đã giúp cho những cô gái Boleyn trí tuệ và sự thông minh và cả trí tuệ."[12]

Johansson tham gia vào bộ phim Vicky Cristina Barcelona của đạo diễn Woody Allen cùng với hai diễn viên Javier Bardem và Penélope Cruz. Vicky Cristina Barcelona trở thành một trong những phim điện ảnh đạt lợi nhuận nhất trong sự nghiệp của Allen[13] cũng như xuất hiện trong nhiều danh sách top mười phim hay nhất năm 2008 của các nhà phê bình điện ảnh. Johansson sau đó cũng hiện trong vai diễn giáo viên yoga Anna Marks trong He's Just Not That into You (2009) cùng với một dàn diễn viên tên tuổi gồm Jennifer Connelly, Bradley Cooper, Drew Barrymore và Kevin Connolly. Phim đạt thành công lớn về mặt thương mại[14] dù chỉ nhận mức đánh giá trung bình từ giới chuyên môn.[15][16]

Tháng 3 năm 2009, Johansson ký hợp đồng để vào vai nhân vật Natalia Romanova/Natasha Romanoff, hay Black Widow trong phim điện ảnh Người Sắt 2[17] sau khi Emily Blunt phải hủy bỏ vai diễn vì xung đột lịch diễn.[18] Phim được công chiếu vào ngày 7 tháng 5 năm 2010[19] và là một thành công lớn về doanh thu,[20] kèm theo nhiều lời khen ngợi từ các nhà phê bình.[21] Năm 2011, Johansson vào vai Kelly, chủ một sở thú trong bộ phim gia đình We Bought a Zoo. Phim nhận được nhiều hiệu ứng tích cực từ công chúng và giới chuyên môn.[22] Johansson trở lại với vai diễn Natasha Romanoff trong phim điện ảnh The Avengers (2012). The Avengers được nhiều nhà phê bình khen ngợi[23] và tạo được thành công lớn tại các phòng vé, trở thành phim điện ảnh có doanh thu cao thứ ba tại Mỹ nói riêng và trên toàn thế giới nói chung.[24]

2013–nay

Năm 2013, Johansson lồng tiếng cho nhân vật Samantha, một hệ điều hành máy tính thông minh trong bộ phim Her của đạo diễn Spike Jonze, thay thế cho Samantha Morton vốn ban đầu được nhận vào vai lồng tiếng này.[25] Phim nhận được nhiều lời khen ngợi từ giới chuyên môn,[26] đặc biệt là cho diễn xuất của Johansson.[27][28] Johansson cũng được nhận vào đóng trong Under the Skin (2013), một bộ phim do Jonathan Glazer đạo diễn, chuyển thể từ cuốn tiểu thuyết cùng tên của nhà văn Michel Faber.[29] Phim được công chiếu vào năm 2014, nhận được nhiều hiệu ứng tích cực,[30] trong đó có nhiều lời khen ngợi cho diễn xuất của Johansson trong phim,[31][32] trong đó có cả phân cảnh khỏa thân.[33]

Johansson tiếp tục trở lại với vai diễn Black Widow trong Captain America 2: Chiến binh mùa đông (2014), cùng với nam diễn viên Chris Evans vào vai nhân vật chính. Phim điện ảnh nhận được nhiều phản hồi tích cực.[34] Cô cũng xuất hiện trong vai Molly ở bộ phim Siêu đầu bếp (2014), cùng với Jon Favreau, Robert Downey, Jr. và Sofía Vergara.[35] Cô cũng vào vai nhân vật chính trong Lucy, một phim điện ảnh khoa học viễn tưởng do Luc Besson đạo diễn, công chiếu vào ngày 25 tháng 7 năm 2014.[36] Phim nhận được nhiều đánh giá tích cực từ giới chuyên môn[37][38][39] và đã thu về 458 triệu USD so với kinh phí làm phim chỉ vào 40 triệu USD.[40] Năm 2015, Johansson tiếp tục vào vai diễn Black Widow trong bộ phim Avengers: Đế chế Ultron cùng với dàn diễn viên cũ từ phần phim Avengers đầu tiên.[41] Nhiều cảnh quay cận, kỹ xảo hình ảnh cùng với các trang phục với thiết kế đặc biệt đã được sử dụng để che đi việc Johansson đang mang thai trong quá trình quay phim.[42]

Ngày 5 tháng 1 năm 2015, tờ Variety xác nhận rằng Johansson đã ký hợp đồng cho vai chính của phim điện ảnh Vỏ bọc ma, chuyển thể từ thương hiệu Ghost in the Shell nổi tiếng, sẽ do Rupert Sanders đạo diễn và Avi Arad cùng Steven Paul chịu trách nhiệm sản xuất.[43][44] Việc tuyển nữ diễn viên Scarlett Johansson vào vai Thiếu tá gây ra nhiều tranh cãi về vấn đề tẩy trắng. Nhiều người đã kêu gọi tẩy chay Johansson khỏi dự án phim này.[45][46] Johansson tiếp tục trở lại với vai diễn Black Widow trong phim điện ảnh Captain America: Nội chiến siêu anh hùng công chiếu vào tháng 5 năm 2016,[47][48] và Avengers: Cuộc chiến vô cực công chiếu vào tháng 5 năm 2018. Bộ phim đã mang về cho cô danh hiệu nữ minh tinh màn bạc kiếm tiền nhiều nhất thế giới năm 2018.[49][50]