與劉德華、歐豪合作主演電影《獵金游戲》。

與朱一龍聯(lián)袂主演的懸疑犯罪電影《消失的她》，在片中飾演化名為陳麥的金牌律師沈曼 ，憑借該片獲得第18屆中國長春電影節(jié)金鹿獎最佳女演員獎。[1][1]

與導演張律合作，主演劇情電影《漫長的告白》，并為該片演唱主題曲《秋柳》。該片入圍第25屆塔林黑夜電影節(jié)主競賽單元，倪妮憑借該片提名第35屆中國電影金雞獎[2][2]和第37屆大眾電影百花獎最佳女主角獎。[3][3]

7月1日，由黃建新監(jiān)制兼導演，鄭大圣聯(lián)合導演的“慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年”重點影片《1921》在全國院線上映，倪妮在片中飾演革命先驅(qū)王會悟。[4][4]

與劉德華、劉青云共同主演電影《拆彈專家2》。

主演的犯罪動作電影《雪暴》獲得第23屆釜山國際電影節(jié)新浪潮獎。

出演古裝奇幻電影《奇門遁甲》，3D奇幻動作冒險電影《勇士之門》和愛情片《28歲未成年》。

主演浪漫愛情喜劇電影《新娘大作戰(zhàn)》，并與搭檔演員一起演唱電影片尾曲《今天你要嫁給我》。

主演的校園愛情電影《匆匆那年》取得了超5.8億人民幣的票房成績，成為2014年中國內(nèi)地賀歲檔的票房冠軍。

與馮紹峰主演電影《我想和你好好的》《現(xiàn)代愛情啟示錄》；

同年，與劉燁合作電影《殺戒》，與井柏然合作電影《等風來》。

12月，電影《金陵十三釵》在全國上映。倪妮憑借在此片獲得第6屆亞洲電影大獎最佳新演員獎、第7屆華語青年影像論壇年度新銳女演員獎、第十二屆華語電影傳媒大獎最受矚目女演員獎和第21屆上海影評人獎最佳女演員獎，并獲得第十五屆中國電影華表獎最佳女演員提名。[5][5]

還在中國傳媒大學南廣學院讀書的倪妮被導演張藝謀選中參演電影《金陵十三釵》，開始劇組兩年半的培訓，課程包括表演課、形體課、語言課、書法課、琵琶課、麻將課等。[6][6]