adaptacja bestsellerowej powieści Żona podróżnika w czasie autorstwa Audrey Niffenegger. Jednym z producentów obrazu był Brad Pitt. Fabuła filmu koncentruje się wokół bibliotekarza (Eric Bana), który posiada niekontrolowaną zdolność podróży w czasie. McAdams zagrała jego żonę, artystkę Clarę Abshire, która stara się utrzymać bliski kontakt ze swoim mężem, pomimo jego choroby. Chociaż Zaklęci w czasie przyniósł ponad 100 mln dolarów przychodu, został zmiażdżony przez krytyków.
mały|lewo|upright=1.1|Rachel McAdams na premierze Sherlocka Holmesa w 2009 Ostatnim filmem z tego roku był Sherlock Holmes w reżyserii Guya Ritchiego z Robertem Downey Jr. w roli tytułowej. McAdams zagrała w nim drugoplanową rolę femme fatale Irene Adler. Przyjęła tę rolę, wierząc, że będzie ona odskocznią od jej wcześniejszych ról oraz okazją na zaprezentowanie swojej sprawności fizycznej, gdyż sama wykonywała sceny kaskaderskie. Film zebrał przychylne recenzje i okazał się najbardziej kasowym w jej dorobku, zarabiając 524 mln dolarów. Krytycy nie byli poruszeni grą McAdams.