Po sukcesach obu filmów, Mara w sierpniu 2010 roku, otrzymała główną rolę Lisbeth Salander w ekranizacji powieści Mężczyźni, którzy nienawidzą kobiet – filmie Dziewczyna z tatuażem w reżyserii Davida Finchera. O rolę Salander ubiegały się m.in. Natalie Portman, Scarlett Johansson, Jennifer Lawrence i Katie Jarvis, jednak po przesłuchaniu, na którym zagrała scenę gwałtu na głównej bohaterce, oraz wielu testach ekranowych, rolę otrzymała Mara. Fincher, z którym Mara już współpracowała, wyreżyserował pierwszy film z mającej powstać filmowej trylogii. Rooney partnerują Daniel Craig oraz Robin Wright. Dziewczyna z tatuażem miała swoją premierę 21 grudnia 2011 roku.
Życie prywatne Od 2016 roku jest w związku z aktorem Joaquinem Phoenixem. W 2020 roku na świat przyszedł ich syn River Lee, nazwany na cześć brata Phoenixa zmarłego w 1993 roku.