Dwa lata później film Rzeka ocalenia z jej główną rolą został bardzo wysoko oceniony przez krytyków: Leo otrzymała nagrodę Independent Spirit Awards; Międzynarodowa Akademia Prasy nominowała aktorkę do swoich corocznych nagród Satelitów w kategorii najlepsza aktorka w filmie dramatycznym. Za rolę w tym filmie aktorka otrzymała także nominacje do Oscara dla najlepszej aktorki pierwszoplanowej i nagrody Gildii Aktorów Filmowych.
Rok późnej aktorka wystąpiła w aż ośmiu filmach, głównie w drugoplanowych rolach. W Weronika postanawia umrzeć według powieści Paulo Coelho wcieliła się w postać pensjonariuszki zakładu dla psychicznie chorych, natomiast w komedii romantycznej Wszyscy mają się dobrze zagrała u boku Roberta De Niro i Drew Barrymore. W 2010 roku aktorka otrzymała jedną z głównych ról w serialu Treme, który opowiada historię życia mieszkańców Nowego Orleanu po przejściu huraganu Katrina. W tym samym roku aktorka wystąpiła w dwóch znaczących dramatach: w Conviction wcieliła się w postać policjantki Nancy Taylor, które zeznaje przeciwko bratu głównej bohaterki (w tej roli Hilary Swank), natomiast w Fighterze w reżyserii Davida O. Russella zagrała matkę dwójki bokserów, partnerując tym samym Christianowi Bale’owi, Markowi Wahlbergowi i Amy Adams.