Ana de Armas llega a Hollywood y consigue uno de los dos personajes femeninos de Toc Toc (2015), la película de Eli Roth sobre dos jovencitas muy retorcidas que le hacen la vida imposible a Keanu Reeves. Con este actor congenia muy bien y vuelven a rodar juntos La hija de Dios (2016), donde él es un detective que investiga un extraño crimen y ella es una joven con un peligroso secreto.
Sale Keanu y entra el venezolano afincado en Hollywood Edgar Ramirez. Con él la actriz rueda Hands of Stone (2016), biopic del boxeador Roberto Durán donde Robert De Niro interpreta al entrenador Ray Arcel. Con Ramirez vuelve a coincidir en La Red Avispa (2019). Y con el brasileño Wagner Moura, que también sale con Ana en La Red Avispa, repite en Sergio (2020), sobre la vida del diplomático de Naciones Unidas Sergio Vieira de Mello.
Y entonces llega Blade Runner 2049 (2017), donde su compañero de reparto es Ryan Gosling, con el que repite en El agente invisible (2022). En esta trepidante cinta de acción también está Chris Evans, con el que antes la actriz había rodado Puñales por la espalda (2019) y luego repetiría en la aún inédita Ghosted (2023), donde ella sustituyó a Scarlett Johansson, elegida originalmente y que se retiró por conflictos de agenda.
También en Ghosted sale Adrien Brody, que interpreta en Blonde (2022) a Arthur Miller. Y en Puñales por la espalda (2019) Ana de Armas también se las ve con Daniel Craig, y con él entra en el universo Bond en Sin tiempo para morir (2021).
