Films uit het begin van de 21e eeuw
Moore volgde op een aantal lauw ontvangen relatiekomedies met Alfonso Cuarón’s veelgeprezen futuristische dystopie Children of Men (2006) en later een vampierachtige rol als de labiele Barbara Baekeland (die trouwde met de erfgenaam van het bakelietfortuin en door haar zoon werd vermoord) in Savage Grace (2007). Ze gaf meer ingetogen optredens als een vrouw die verliefd is op haar homoseksuele beste vriend (gespeeld door Colin Firth) in modeontwerper Tom Ford’s regiedebuut, A Single Man (2009); een vrouw die haar lesbische partner bedriegt in The Kids Are All Right (2010); en een ongelukkige vrouw getrouwd met Steve Carell’s personage in Crazy, Stupid, Love.
In 2012 leverde Moore een Emmy-winnende prestatie als de Republikeinse vice-presidentskandidaat Sarah Palin uit 2008 in de HBO-film Game Change voordat ze de hoofdrol speelde in What Maisie Knew, een moderne bewerking van de roman van Henry James. Haar latere films waren onder meer de dramedy The English Teacher (2013); Carrie (2013), een horrorfilm gebaseerd op de klassieke roman van Stephen King; Non-Stop (2014), een actiethriller die zich afspeelt in een vliegtuig; en The Hunger Games: Mockingjay Part 1 (2014) en The Hunger Games: Mockingjay Part 2 (2015), verfilmingen van een young-adult roman uit de serie van Suzanne Collins. Moore werd vooral geprezen om de subtiliteit waarmee ze in Still Alice (2014) de worstelingen verbeeldde van een professor in de taalkunde die gediagnosticeerd werd met de vroege ziekte van Alzheimer. Voor haar optreden verdiende ze een Oscar voor beste actrice. Moore stalkte daarna vrolijk het scherm als wraakzuchtige heks in het fantasy-avontuur Seventh Son (2014) en als labiele actrice in David Cronenbergs scherpzinnige Hollywood-satire Maps to the Stars (2014). Ze vertolkte de angst van een stervende vrouw die moet vechten om haar pensioenuitkering door te geven aan haar partner (gespeeld door Ellen Page) in Freeheld (2015), dat gebaseerd was op een waargebeurd verhaal.
In 2017 sloeg Moore opnieuw de handen ineen met Todd Haynes voor Wonderstruck, waarin ze een glamoureuze filmactrice portretteerde, en vervolgens speelde ze een echtgenote en haar tweelingzus in de duistere komedie Suburbicon. Het jaar daarop speelde ze als een gerenommeerde operazangeres die gevangen zit in een gijzeling in de bewerking van Ann Patchett’s roman Bel Canto en als een gescheiden vrouw op zoek naar liefde op haar eigen voorwaarden in Gloria Bell. Moore portretteerde later een rijke mediamagnaat die een reeks opzienbarende onthullingen doet wanneer ze overweegt een groot bedrag te doneren aan een weeshuis in After the Wedding (2019). In de biopic The Glorias (2020) speelde ze feministisch icoon Gloria Steinem.