2010年12月22日,冯小刚导演的电影《非诚勿扰2》公映,关晓彤在电影中饰演川川,孙红雷的女儿 。2011年在《致命闪玩》饰演初中女生,导演咸旭初,合作演员,方力申、张馨予 。2011年出演《春天的拉花》。
2012年6月28日,关晓彤出演的《画皮2》公映 。2012年7月28日,关晓彤、郝瀚、刘恒宇、卓依琴、安亚欧等主演20集电视剧《101次告白》开机,《流星花园》编剧毛训容再次出山,为剧本把关。该剧以校园生活为背景,将展示来自豪门、中产、白领、蓝领等不同阶层家庭五味杂陈的生活,于2012年9月中旬开播 。
2013年6月9日,关晓彤出演的《富山春居图》公映,饰演肖悦悦 。
2014年2月16日,关晓彤与王志文、李小冉等主演的《大丈夫》首播。2014年3月19日,关晓彤与张嘉译、闫妮等主演的电视剧《一仆二主》首播 。8月10,参加苏有朋导演电影处女作《左耳》饰演蒋姣。