Le passage de L'Auberge espagnole (2002) aux Poupées russes (2005) a été spectaculaire pour Kelly Reilly, simple copine boulotte de Romain Duris dans le premier film avant d'éclore en beauté irrésistible dans le second. Femme du héros dans le troisième opus, Casse-tête chinois, tourné à New York depuis presque deux mois, la comédienne fatale de 35 ans s'est envolée vers Los Angeles pour présenter le film Flight de Robert Zemeckis avec Denzel Washington, de retour sur un terrain plus sérieux après une salve de films d'action (Le Livre d'Eli, Unstoppable, Sécurité rapprochée).
Femme de coeur de Watson dans Sherlock Holmes (2009) et sa suite, Kelly Reilly continue d'arpenter les seconds rôles hollywoodiens dans ce thriller dramatique centré sur un pilote d'avion accusé d'alcoolisme, après un dramatique accident qui a provoqué la mort de centaines de passagers. Une histoire de héros qui pourrait redorer le blason de Robert Zemeckis, producteur du film d'animation Milo sur Mars, classé parmi les pires échecs de l'industrie hollywoodienne - ce n'est d'ailleurs pas un pur hasard s'il a relancé l'idée de la suite de son film Qui veut la peau de Roger Rabbit ? (1988).
Sur son 31 lors du photocall et de l'avant-première du film, Kelly Reilly n'arrête pas. Attendue sur le plateau de Cavalry avec Brendan Gleeson et Chris O'Dowd, elle donnera la réplique à Sam Rockwell dans A Single Shot avant de flirter avec des vampires dans Innocence. Certainement plus important, elle reprendra son rôle de Wendy dans Casse-tête chinois de Cédric Klapisch, en salles le 16 octobre 2013.