कोंकणा को मीरा नायर की हॉलीवुड फिल्म "द नेमसेक" (2007) में शीर्ष भूमिका का प्रस्ताव मिला था, लेकिन फिल्म "15 पार्क एवेन्यु" के साथ तारीखों के टकराने के कारण वह इस फिल्म को स्वीकार नहीं कर सकीं. लेकिन उन्होंने "15 पार्क एवेन्यु" (2005) में एक मानसिक रूप से बीमार महिला की भूमिका और "ओमकारा" (2006) में एक मध्यवय ग्रामीण महिला की प्रशंसनीय भूमिका द्वारा इसकी भरपाई कर ली। ओमकारा के लिए उन्हें फिल्मफेयर की ओर से सर्वश्रेष्ठ सहायक अभिनेत्री और राष्ट्रीय फिल्म पुरस्कार की ओर से भी सर्वश्रेष्ठ सहायक अभिनेत्री का पुरस्कार मिला। उनकी अगली फिल्म "" (2006) को औसत प्रतिक्रिया मिली। 2006 में, कोंकणा ने काला घोडा फिल्म समारोह के लिए एक 18 मिनट लम्बी बंगाली लघु फिल्म "नामकोरोन (नामकरण संस्कार)" के द्वारा निर्देशन की पहल की.

इसके बाद कोंकणा ने रितुपर्णो घोष के बंगाली कला फिल्म "दोसर" में अभिनय किया, जिसका प्रथम प्रदर्शन कई अंतर्राष्ट्रीय फिल्म समारोहों में किया गया। इस फिल्म के लिए उन्हें महिंद्रा इंडो-अमेरिकन आर्ट काउन्सिल (MIAAC) फिल्म समारोह में सर्वश्रेष्ठ अभिनेत्री का पुरस्कार दिया गया.
2007 में आयी उनकी पहली फिल्म मधुर भंडारकर के साथ उनका दूसरा सहकार्य था, एक विधा फिल्म जिसका नाम "ट्रैफिक सिग्नल" था, जिसमे उन्होंने गलियों में रहने वाली एक वेश्या की भूमिका निभायी थी.
2007 में आयी उनकी दूसरी फिल्म अनुराग बासु की "लाइफ इन ए..." "मेट्रो" थी, इसे अच्छी समीक्षा मिली थी और भारतीय बॉक्स ऑफिस पर भी इसका प्रदर्शन अच्छा था. इस फिल्म ने मुंबई के अलग अलग लोगों के जीवन का चित्रण किया था और कोंकणा की भूमिका एक जवान और असुरक्षित महिला की थी जिसके लिए उन्हें फिल्मफेयर पुरस्कार भी मिला।

2007 के आखिर में, कोंकणा ने यशराज फिल्म बैनर के अंतर्गत दो फिल्मों में अभिनय किया। उन्होंने इस दोनों फिल्मों के प्रति अपने उत्साह का उल्लेख किया क्यूंकि यह पहली ऐसी फ़िल्में थीं जिसमे उन्हें गाने के बोल पर अपने होंठ चलाने थे। पहली फिल्म, "लागा चुनरी में दाग", जो कि प्रदीप सरकार द्वारा निर्देशित थी, में उन्होंने बनारस की एक छोटे शहर की जवान लड़की चुटकी की भूमिका की थी, जिसमे वह रानी मुखर्जी के साथ थीं। भारत में यह फिल्म आलोचनात्मक और व्यवसायिक दृष्टि से असफल रही, हालाँकि उनके काम की प्रशंसा की गयी। दूसरी फिल्म "आजा नच लै" थी, जिसका प्रचार व्यापक स्तर पर माधुरी दीक्षित की वापसी के फिल्म के रूप में किया गया था। इस फिल्म ने भी अच्छा काम नहीं किया। सीएनएन- आइबीएन के राजीव मसंद ने इस फिल्म में उनके अभिनय का उल्लेख करते हुए कहा कि "...अद्भुद से कम नहीं है। उनकी सबसे बड़ी शक्ति यह है कि वह बेवकूफ बन जाने के डर से घबराती नहीं हैं और वह इस बात की भी चिंता नहीं करती कि लोग उनपर हसेंगे. इसी के परिणामस्वरूप "आजा नच लै" में उनका अभिनय बेबाक और स्वाभाविक है.

2008 में सेनशर्मा ने "दिल कबड्डी" में अभिनय किया। उन्होंने एक लघु फिल्म ("हाउ कैन इट बी?") में भी काम किया। जिसका निर्देशन मीरा नायर ने "एट" नामक फिल्म परियोजना के लिए किया था और इसे सिनेमाघरों में जारी करने से पहले 2008 के कई फिल्म समारोहों में दिखाया गया था.

2009 में वह एक कम बजट की अंग्रेजी फिल्म "द प्रेसिडेंट इज कमिंग" में दिखाई पडीं, इसका निर्देशन कुनाल रॉय कपूर ने किया था। फिल्म की शुरुआत सकारात्मक आलोचना के साथ हुयी. समीक्षा कोंकणा के पक्ष में दी गयी थी। "द टाइम्स ऑफ़ इण्डिया" से निखात काज़मी ने लिखा,"अभिनय की दृष्टि से, वह तनावग्रस्त और जटिलता ग्रस्त सुश्री कोंकणा हैं जो प्रशंसा ले उड़ती हैं और जब फिल्म अपने देसीपन की सभ्य खिल्ली उडाती है तब वह भी साथ में हंसती हैं."

इसके बाद कोंकणा ने जोया अख्तर की फिल्म "लक बाइ चांस" में फरहान अख्तर के विपरीत काम किया. जारी होने के बाद, फिल्म को आलोचकों की और से अत्यंत सकारात्मक प्रतिक्रिया मिली और साथ ही उनके अभिनय को भी, लेकिन बॉक्स ऑफिस पर फिल्म को प्रत्याशित सफलता नहीं मिली. कोंकणा की हालिया प्रदर्शित फिल्म 2009 में अयान मुखर्जी की रोमानी हास्य फिल्म "वेक अप सिड" है, जिसमे उन्होंने रणबीर कपूर के साथ काम किया है। जारी होने पर फिल्म को हर तरफ से सकारात्मक प्रतिक्रिया मिली और उनके अभिनय की अत्यधिक प्रशंसा की गयी। "बॉलीवुड हंगामा" के तरण आदर्श ने लिखा," कोंकणा मूलभूत रूप से स्वाभाविक हैं और सबसे अच्छी बात यह है कि, उनका अभिनय प्रयासरहित है।" यह इस अविश्वसनीय अदाकारा की तरफ से एक और आकर्षक प्रदर्शन है. "द न्यू यार्क टाइम्स" ने लिखा,"सुश्री शर्मा ने ऐशा जैसे चरित्र को विशिष्ट बना दिया है: जो एक स्वतंत्र शहरी लड़की है, जिसका सपना कैरियर और प्रेम दोनों को पाना है।" उनका द्वारा निभायी गयी भूमिका ऐशा एक सूक्ष्म भेदी रचना है- महत्वाकांक्षी, संवेदी, विश्वसनीय- और अपने निर्देशन की पहल में मिस्टर मुखर्जी के द्वारा कोंकणा को फिल्म में स्वछंदता देने का निर्णय बिलकुल उचित है।"

2010 में कोंकणा ने अश्विनी धीर की हास्य फिल्म "अतिथि तुम कब जाओगे" में अजय देवगन और परेश रावल के विपरीत काम किया। उनकी हालिया प्रदर्शित फिल्म, नीरज पाठक की "राइट यां राँग" है जिसमे उन्होंने एक वकील की भूमिका की है।

उन्होंने रितुपर्णो घोष की हास्य फिल्म "सनग्लास" और विनय शुक्ला की "मिर्च" का फिल्मांकन भी पूरा कर लिया है। सितम्बर 2009 तक, कोंकणा अपर्णा सेन की "इति मृणालिनी" में शीर्ष भूमिका कर रही थीं, जो जून 2010 में प्रदर्शित होने वाली थी. वह अमिताभ वर्मा की अनाम फिल्म में रणवीर शौरी के विपरीत प्रतीक बब्बर और विद्या बालन के साथ काम करेंगी, यह फिल्म सब्यसाची द्वारा निर्देशित पहली और बासु चैटर्जी की दूसरी फिल्म होगी. कोंकणा को आदित्य चोपड़ा की अगली फिल्म"मुंबई" में अर्जुन रामपाल, शाहिद कपूर, रानी मुखर्जी और एशा द्योल के साथ लिया गया था, जो कि मुंबई के विश्व प्रसिद्द 2008 आतंकवादी हमले पर आधारित है.

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