2010年，夏梓桐被香港星皓電影公司賞識，成為了《西遊記之大鬧天宮》女主角“九尾狐”的扮演者，完成了第一部3D電影作品；12月12日，3D電影《西遊記之大鬧天宮》在京舉行媒體見面會，夏梓桐首度以女一號“九尾狐”人選及星皓新人的身份會見媒體；之後，遊學美國與英國，在University of California Los Angeles（美國南加州大學）進修電影製作專業，以及在英國Westminster大學進修戲劇表演專業。2012年，主演3D災難電影《3D食人蟲》，同年，主演懸疑推理電影《記憶碎片》，飾演女角色楊伊；6月，主演微電影《盲糖》， 片中飾演有心理問題的女作家，該片獲邀成為2012年上海國際電影節“女性微電影”單元展映片。2013年，參與主演了電影《4B青年之4樓B座》，飾演角色麗川；9月27日，作為5尊《西遊記之大鬧天宮》主題蠟像之一的九尾狐形象進駐蠟像館，夏梓桐以22歲年齡成為在蠟像館擁有個人蠟像的最年輕明星。2014年，主演了阿甘執導的首部3D黑白抗日題材電影《鋼刀》；6月，夏梓桐為3D動畫電影《龍之谷：破曉奇兵》的女巫卡拉奇配音。
2015年，出演由劉奮鬥導演執導的動作電影《冠軍的心》。2016年，在電視劇《夏至未至》飾演遇見。3D電影《大鬧天宮》中，新人夏梓桐出演女一號“九尾狐”，片中與孫悟空談情説愛兩小無猜。為了演好這個角色，她為此準備了3年，針對性地學習了語言、武術、音樂、舞蹈、劍術等十多種課程。《大鬧天宮》這部電影雲集了甄子丹、郭富城等一批大腕明星，第一次和大牌明星合作，前輩的敬業和專業，也讓夏梓桐受益匪淺。
作為一名新人，處女作就擔當一部大製作的女主角，夏梓桐坦言自己非常幸運，這位20出頭的沙市女孩，如今已是影壇最受矚目的新星之一。天宮》上映後，夏梓桐片約不斷，她剛剛結束了一部戰爭片的拍攝，這是一部純黑白的3D電影，夏梓桐飾演的鋼琴家，將是影片中惟一的一抹暖色。為了演好這個新的角色，她做足了準備。因為它要彈琴，談的曲目特別難，包括之前在學琴的時候都沒級別這麼高的，一個寒假都在練，大年三十都沒休息，練了7個小時。
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