1957年4月2日,参演由米歇尔·安德尔森执导的战争片《扬子江突围记》在英国上映;10月2日,参演由大卫·里恩执导的战争片《桂河大桥》在英国上映。
1958年5月12日,参演的剧情片《暴力游乐场》在瑞典上映;12月11日,参演的剧情片《六福客栈》在美国上映,周采芹在片中饰演女传教士的女儿苏珊。
1959年8月13日,其出演的剧情片《圣特雷莎的宝藏》在瑞典上映,在片中饰演第一个与史黛拉·邦豪尔打斗的女孩;同年,未满23岁的周采芹得到了主演舞台剧《苏丝黄的世界》的机会,成为第一位登上英国伦敦西区舞台的中国主演。
1963年1月,参演的歌舞片《天皇真酷》在英国上映。1965年7月7日,参演的电视剧《顽主》在英国首播;8月6日,由唐·夏普执导的犯罪片《傅满洲的脸》在西德上映,周采芹在片中饰演傅满洲的女儿“花露水”;同年,在科幻片《入侵》中饰演照顾病人的护士长。
1966年12月18日,由米开朗基罗·安东尼奥尼执导的悬疑片《放大》在美国上映,周采芹在片中饰演摄影师托马斯的助手。1966年10月17日,由唐·夏普执导的犯罪片《傅满州的新娘》在瑞典上映,周采芹在片中饰演傅满洲的女儿“花露水”;
1967年6月12日,由刘易斯·吉尔伯特执导的动作片《007之雷霆谷》在英国上映,周采芹在片中饰演美丽毒辣的中国娃娃;5月25日,参演的剧情片《傅满洲之复仇》在西德上映。1968年8月23日,参演由赫苏斯·弗朗哥执导的科幻片《傅满洲之血》在西德上映。
1969年5月30日,参演由赫苏斯·弗朗哥执导的动作片《傅满洲的城堡》在西德上映。10月15日,参演由约翰·戴克斯特执导的战争片《少爷兵》在英国上映。1972年,在英国电视剧《斗争对象》中饰演刘少奇夫人王光美;同年,凭借电视剧《斗争对象》获得第25届英国电影学院奖英国最佳电视演员提名。
1988年,周采芹的英文自传《上海的女儿》在英国和美国出版。1993年9月16日,由王颖执导的剧情片《喜福会》在加拿大上映,周采芹在片中饰演一位外表强硬内心柔软的中国母亲琳达阿姨。1997年,为动画片《神奇的珍珠》配音。1998年,周采芹在百老汇主演话剧《金童》,令她成为第一个在大西洋两岸主流舞台剧中领衔主演的亚洲演员。
2000年3月17日,参演的喜剧片《美国假期》在美国上映;4月,参演的剧情片《心灵之旅》在美国上映;6月13日,担任配音的动画片《泰坦A.E.》在美国上映;10月7日,参演的剧情片《金杯》在美国上映。2001年,被授予美国艾美奖终生成就奖。2002年,参演由沈小艾执导的剧情片《福禄寿》;同年,首次在中国国内出版中文简体字本《上海的女儿》。2003年5月12日,参演的剧情片《爱伦的日记》在美国上映。
2005年2月21日,担任配音的电视剧《降世神通:最后的气宗》美国首播;3月27日,在美国首播的电视剧《实习医生格蕾》中饰演实习医生克里斯蒂娜·杨的老妈;4月22日,与妮可·基德曼、西恩·潘等人联合出演的剧情片《翻译风波》在美国上映;11月29日,由罗伯·马歇尔执导的剧情片《艺伎回忆录》在日本上映,周采芹在片中饰演管着年轻艺伎的艺伎所当家老板。
2006年6月16日,参演的动作片《舞会战士》在美国上映;11月16日,由马丁·坎贝尔执导的动作片《007:大战皇家赌场》在英国上映,周采芹在片中饰演赌桌边上精明的中年赌妇吴夫人。2007年3月18日,参演的纪录片《好莱坞华人》在美国上映;同年,参演剧情片《镜头人生之儿童与艺术》。
2007年10月14日,担任配音的动画片《鱼年》在美国上映。2010年9月2日,由李少红执导的电视剧《红楼梦》在中国首播,周采芹在剧中饰演贾宝玉的祖母。2013年7月19日,参演的电视剧《神盾局特工》在美国首播。
2016年6月24日,与周杰伦合作出演的动作片《惊天魔盗团2》在中国上映,在片中饰演睿智搞怪的魔术师李的奶奶。2017年11月3日,参演的西部片《唐人街1871》在美国上映。
2019年4月28日,在上映的剧情片《幸运的奶奶》中饰演脾气暴躁,嗜烟如命的倔强奶奶;2019年7月2日,讲述其个人经历的纪录片《上海的女儿》在中国上映;10月1日,担任配音的动画片《雪人奇缘》在中国上映。