2010年，夏梓桐被香港星皓电影公司赏识，成为了《西游记之大闹天宫》女主角“九尾狐”的扮演者，完成了第一部3D电影作品；12月12日，3D电影《西游记之大闹天宫》在京举行媒体见面会，夏梓桐首度以女一号“九尾狐”人选及星皓新人的身份会见媒体；之后，游学美国与英国，在University of California Los Angeles（美国南加州大学）进修电影制作专业，以及在英国Westminster大学进修戏剧表演专业。2012年，主演3D灾难电影《3D食人虫》，同年，主演悬疑推理电影《记忆碎片》，饰演女角色杨伊；6月，主演微电影《盲糖》， 片中饰演有心理问题的女作家，该片获邀成为2012年上海国际电影节“女性微电影”单元展映片。2013年，参与主演了电影《4B青年之4楼B座》，饰演角色丽川；9月27日，作为5尊《西游记之大闹天宫》主题蜡像之一的九尾狐形象进驻蜡像馆，夏梓桐以22岁年龄成为在蜡像馆拥有个人蜡像的最年轻明星。2014年，主演了阿甘执导的首部3D黑白抗日题材电影《钢刀》；6月，夏梓桐为3D动画电影《龙之谷：破晓奇兵》的女巫卡拉奇配音。
2015年，出演由刘奋斗导演执导的动作电影《冠军的心》。2016年，在电视剧《夏至未至》饰演遇见。3D电影《大闹天宫》中，新人夏梓桐出演女一号“九尾狐”，片中与孙悟空谈情说爱两小无猜。为了演好这个角色，她为此准备了3年，针对性地学习了语言、武术、音乐、舞蹈、剑术等十多种课程。《大闹天宫》这部电影云集了甄子丹、郭富城等一批大腕明星，第一次和大牌明星合作，前辈的敬业和专业，也让夏梓桐受益匪浅。
作为一名新人，处女作就担当一部大制作的女主角，夏梓桐坦言自己非常幸运，这位20出头的沙市女孩，如今已是影坛最受瞩目的新星之一。天宫》上映后，夏梓桐片约不断，她刚刚结束了一部战争片的拍摄，这是一部纯黑白的3D电影，夏梓桐饰演的钢琴家，将是影片中惟一的一抹暖色。为了演好这个新的角色，她做足了准备。因为它要弹琴，谈的曲目特别难，包括之前在学琴的时候都没级别这么高的，一个寒假都在练，大年三十都没休息，练了7个小时。
