Более серьезную роль актриса получила два года спустя. Она сыграла девочку, воспитываемую матерью-одиночкой, в кинокартине «Безопасность вещей». Следующей была роль в серьезной голливудской постановке «Комната страха» (2002). Кристен заменила актрису Хейден Панеттьере и отлично справилась со своими обязанностями.
В 2003 году она снялась в фильме «Дьявольский особняк». Особого успеха картина не имела, известности Кристен тоже не добавила, но принесла ей возможность поработать со звездами - Деннисом Куэйдом и Шэрон Стоун. Следующий год был более удачным. Актриса получила сразу две главные роли – в фильмах «Запретная миссия» и «Говори». В 2005-м она снялась во второстепенных ролях в не имевших большого кассового сбора фильмах «Затура:Космическое приключение» и «Жестокие люди». 2007-й принес ей несколько кинокартин, но популярнее актриса не стала.
Переломным был следующий год. Стюарт предложили роль в мистической мелодраме «Сумерки». Фильм имел грандиозный успех. В одночасье девушка проснулась знаменитой. Молодежь стала считать ее своим кумиром и примером для подражания.
Партнером Кристен по фильму был Роберт Паттинсон. Коллегам приписывают любовный роман, который длится до сих пор, но пара настаивает на дружеских отношениях. Многие считают их интригующую связь лишь рекламным ходом – съемки «Сумерек» продолжаются.
В том же году Стюарт сыграла второстепенную роль в комедийной драме «Однажды в Голливуде». Она работала на одной площадке с Брюсом Уиллисом, Шоном Пенном и Робертом Де Ниро.
В начале следующего года актриса снялась в фильме «Парк культуры и отдыха», а в конце 2009-го вышло «Новолуние» - продолжение саги «Сумерки». За роль в этом фильме Кристен получила награды MTV в номинации «Лучшая актриса» и «Лучший поцелуй» (вместе с Робертом Паттинсоном). В последующие годы девушка участвует сразу в нескольких проектах, в том числе, снимается в третьей части «Сумерек».
Несмотря на то, что на сегодняшний день Стюарт самая высокооплачиваемая, а также очень популярная и востребованная актриса, большинство кинокритиков сходится во мнении, что ее лучшие роли еще впереди.