2006年，車永莉與仲星火一起拍攝電影《飛刀》，扮演角色荷花。同年與曾志偉合作的電影《徽州紅伶》。出演電影《淺藍深藍》，片中與那英、姜昆等聯袂演出，片中出演人物——大王媽媽。
2007年在央視大戲《家事如天》，車永莉扮演第三者楊暉。新版《梁山伯與祝英臺》，出演年輕師母。同年在《光頭美女》里塑造一個認真執著、勇敢面對困難的白領然然。同年出演電影《盤尼西林1944》。
2008年，父親離世，支撐整個家庭的大樹轟然倒塌；和高曙光一起主演長篇諜戰劇《大營救》飾演女主角文思雨；參演長篇電視劇《闖關東中篇》飾演妓女翠玉嫂，身為川妹子成功將自己打造成東北范兒；憑借電影《盤尼西林1944》被俄羅斯戰爭題材國際電影節封后，成為了繼電影演員于藍1961年獲得該電影節最佳女演員獎后，近60年來第二位在該國際電影節上再次獲獎的中國影后。
2009年，參演兒童電影《守護童年》。和蘇有朋主演電影《尋找劉三姐》片中飾演敢愛敢恨，直爽仗義的阿梅。參演建黨90周年獻禮大片《建黨偉業》。車永莉繼在《建國大業》中客串后出演后，在《建黨偉業》飾演陸小曼。和邵兵一起主演軍旅題材電視劇《綠色衛士》；同年和張秋歌主演電視劇《龍頭嶺》飾演葉琳；
2010年，和王學兵一起主演由劉心剛執導的現代題材國安諜戰電視劇《諜變》飾演一名報社專欄作家肖子茹；同年和于震一起主演諜戰動作電視劇《絞殺1943》劇中飾演國民黨特派員周志卿；和王學兵再次主演電視劇《暗紅1936》飾演女主角吳衛華；
2011年，“零報酬”公益出演公益性兒童電影《怪獸通緝令》。主演以中國大躍進時期為歷史背景，高滿堂編劇的《工人大院》。同年主演歷史題材電影《大格局》；參演高滿堂編劇、侯勇、馮遠征主演的電影《郭明義》扮演乘務長。
2012年參與主演時尚情感片《三個未婚媽媽》，片中扮演未婚媽媽。憑借《三個未婚媽媽》獲得第8屆巴黎中國電影節最佳女演員獎。和范明一起主演年代諜戰大戲《捍衛者》扮演女主角蘇閔；同年參演中韓合拍電視劇《風花雪月》和韓國演員權相佑一起飾演情侶；同年和陳志朋一起主演現代愛情商戰大戲《商之痕》扮演女主角夏若兮，該劇是近年來不可多得的愛情故事劇。
2013年，和侯勇、許亞軍、沈傲君一起主演年代劇《溫暖的日子》扮演文藝女青年谷燕燕，成功上演了一場女追男不易的虐心故事，該劇年齡跨度三十年。同年和郭曉東再次合作主演電視劇《生死兄弟情》扮演女主葉亞楠； 受邀參加“STYLE風格盛典”，并獲得了“優雅風格明星獎”。
2014年5月，車永莉主演年代情感大戲《溫暖的日子》；受邀參加“STYLE風格盛典”，并獲得了“優雅風格明星獎”。車永莉參演電影《赤誠》，演繹“苦情靚媽”。主演電影《赤誠》，演繹“苦情靚媽”
2015年，和劉燁、陳偉霆、謝霆鋒一起主演中美合拍3D電影《大轟炸》扮演女主角幺姑；同年再次參與陽光基金公益活動，作為陽光少年藝術團藝術輔導員；
2016年4月，主演的年代大戲《金爸銀爸不換我爸》播出。5月參演的電視劇《仙劍五云之凡》播出。9月，參演網臺互動電視劇《見習法醫》? 。同年參與真人秀《咱們穿越吧》；
2017年，和臺灣演員范逸臣主演現代黑色幽默電影《黑白照相館》飾演女主角李燕；和樊少皇、釋延能、呂良偉一起主演動作電影《天下第一鏢局》，首次出演動作片，扮演女鏢師阿朵。
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