Bardot dök upp på omslaget till Elle igen 1952 vilket gav henne ett erbjudande om en liten roll i komedifilmen Crazy for Love samma år, regisserad av Jean Boyer och med Bourvil i huvudrollen. Bardot hade sin andra filmroll i Manina, The Girl in The Bikini 1952, regisserad av Willy Rozier. 1953 hade hon också roller i filmerna The Long Teeth och His Father's Portrait. Bardot hade också 1953 en liten roll i den Hollywoodfinansierade filmen Act of Love med Kirk Douglas i huvudrollen och hon fick en hel del medieuppmärksamhet när hon deltog i filmfestivalen i Cannes samma år.
Bardot hade en huvudroll 1954 i det italienska melodramat Concert of Intrigue och i den franska äventyrsfilmen Caroline and The Rebels. Hon hade en roll som en flörtig student i School for Love från 1955 mot Jean Marais för regissören Marc Allégret. Bardot spelade sin första större engelskspråkiga roll 1955 i Doctor at Sea som Dirk Bogardes flirt. Filmen var den tredje mest populära filmen i Storbritannien det året. Bardot hade också en liten roll i The Grand Maneuver 1955 för regissören René Clair men en större roll i Ljuset över gatan 1956 för regissören Georges Lacombe. Hon hade ytterligare en roll i Hollywoodfilmen Helen of Troy där hon spelade Helens tjänarinna.
I den italienska filmen Neros Weekend 1956 bad regissören Bardot att framträda som blondin. Hon färgade håret istället för att bära peruk och var så nöjd med resultatet att hon bestämde sig för att behålla färgen.
Bardot medverkade sedan i fyra filmer som gjorde henne till en internationell stjärna. Först ut var musikalen Naughty Girl 1956 där Bardot spelade en besvärlig skolflicka. Filmen, som regisserades av Michel Boisrond och skrevs av Roger Vadim, var också första gången Bardot jobbade tillsammans med Alain Delon. Filmen blev en stor succé och blev årets 12:e mest populära film i Frankrike.
Den följdes av en komedi, Plucking The Daisy (1956), också skriven av Vadim. Denna efterträddes av Her Bridal Night (1956) med Louis Jourdan. Slutligen kom melodramat Och Gud skapade kvinnan (1956). Filmen markerar Vadims debut som regissör, med Bardot i huvudrollen mot Jean-Louis Trintignant och Curt Jurgens. Filmen, som handlar om en omoralisk tonåring i en annars respektabel småstadsmiljö, blev en ännu större succé, inte bara i Frankrike utan även runt om i världen, och listades bland de tio mest populära filmerna i Storbritannien 1957.
I USA var filmen den mest intäktsrika utländska filmen någonsin, med 4 miljoner dollar i intäkter, vilket författaren Peter Lev beskriver som "en häpnadsväckande summa för en utländsk film på den tiden". Den gjorde Bardot till en internationell stjärna. Filmen blev också en skandal i USA och vissa biografchefer arresterades till och med bara för att de visade den.
Bardot följde upp Och Gud skapade kvinnan med La Parisienne (1957), en komedi med Charles Boyer i huvudrollen för regissören Boisrond. Hon återförenades med Vadim i ytterligare ett melodrama The Night Heaven Fell (1958), och spelade en brottsling som förförde Jean Gabin i Case of Adversity (1958). Den senare var årets 13:e mest sedda film i Frankrike. År 1958 blev Bardot den bäst betalda skådespelerskan i Frankrike. Hon röstades fram bland de tio mest kassasucceserna i Nordamerika enbart baserat på sina franska filmer, något som aldrig tidigare hade hänt i historien.
Kvinnan och Leksaken (1959) av regissören Julien Duvivier var populär, men Babette goes to War (1959), en komedi som utspelar sig mitt under andra världskriget, blev en enorm succé och årets fjärde största film i Frankrike. Även Come Dance with Me (1959) från Boisrond visades flitigt. Bardots nästa film var rättssalsdramat La Truth (1960) av Henri-Georges Clouzot. Filmen blev Bardots största kommersiella succé i Frankrike, årets tredje största succé och nominerades till Oscar för bästa utländska film. Bardot tilldelades ett David Donatello-pris för bästa utländska kvinnliga huvudroll för sin roll i filmen.
Bardot gjorde en komedi med Vadim, Please Not Now (1961), och hade en roll i den stjärnspäckade antologin Famous Love Affairs (1962). Bardot spelade tillsammans med Marcello Mastroianni i en film inspirerad av hennes liv i A Very Private Affair (1962), regisserad av Louis Malle. Mer populär än så var hennes roll i Love on a Pillow (1962). I mitten av 1960-talet gjorde Bardot filmer som verkade vara mer riktade mot den internationella marknaden. Hon spelade huvudrollen i Jean-Luc Godards film Le Mépris (1963), producerad av Joseph E. Levine och med Jack Palance i huvudrollen.
Året därpå spelade hon mot Anthony Perkins i komedin Une Ravissante Idiote (1964). Kära Brigitte (1965) var en komedi med James Stewart i huvudrollen som en akademiker vars son blir förälskad i Bardot. Bardots framträdande i filmen var relativt kort, och filmen blev ingen stor succé. Mer framgångsrik var västernkomedin Viva Maria (1965) för regissören Louis Malle, där hon spelade mot Jeanne Moreau. Den blev en stor succé i Frankrike och världen över, även om den inte slog igenom i USA så mycket som man hade hoppats på.
Efter att ha medverkat i Godards Masculin Féminin (1966) spelade Bardot huvudrollen i sitt första rena fiasko på några år, Two Weeks in September (1968), en fransk-engelsk samproduktion. Hon hade en liten roll i den stjärnspäckade filmen Spirits of the Dead (1968), där hon spelade mot Alain Delon, och försökte sig sedan på en Hollywoodfilm igen: Shalako (1968), en westernfilm med Sean Connery i huvudrollen, vilket blev ytterligare ett fiasko.
Bardots nästa film Les Femmes (1969) blev en flopp, även om den skruvade komedin Björnen och dockan (1970) gjorde bättre ifrån sig. Hennes sista filmer var mestadels komedier: Les Novices (1970), Boulevard du Rhum (1971). The Legend of Frenchie King (1971) var populär, hjälpt av att Bardot spelade tillsammans med Claudia Cardinale. Bardot gjorde ytterligare en film tillsammans med Vadim, Don Juan eller If Don Juan Were a Woman (1973), där hon spelade titelrollen.
Under inspelningen sa Bardot: "Om Don Juan inte är min sista film så blir det min näst sista." Hon höll sitt ord och gjorde bara en film till, Colinitets uppbyggande och glädjefyllda berättelse (1973). År 1973 meddelade Bardot att hon skulle gå i pension från skådespeleriet. År 1974 medverkade Bardot i en nakenfotografering i Playboy Magazine samtidigt som hon firade sin 40-årsdag.
Efter att ha medverkat i mer än 40 spelfilmer och spelat in flera musikalbum använde Bardot sin berömmelse för att främja djurens rättigheter. År 1986 grundade hon Brigitte Bardot Foundation för djurens välfärd och skydd som hon sen resten av livet var engagerad i.
