2001 yılında gösterime giren Harry Potter ve Felsefe Taşı rekor kırarak yılın en çok kazandıran filmi olur. Filmde başrollerdeki Daniel Radcliffe ve Emma Watson ve Rupert Grint’in performansları oldukça beğenilrken aralarında sivrilen Emma Watson beş dalda aday gösterilerek Genç Oyuncu ödülünü alır.
Ertesi yıl Harry Potter ve Azkaban Tutsağı adlı film için Emma tekrar kamera karşısına geçer. Eleştirmenler filmde Daniel’in performansını beğenmezken Emma’yı yüceltirler. Ve Emma iki tane Otto Ödülü kazanır. 2005 yılında gösterilen serinin üçüncü filmi Harry Potter ve Ateş Kadehi de açılış haftasında rekorlar kırarken Emma bir kez daha Otto ödülü alır ve New York Times tarafından filmdeki performansının alkışa değer olduğu açıklanır. Aynı yıl Emma Teen Vogue adlı dergiye kapak olan en genç yetenek olur.
2006’da Kraliçe Elizabeth’in 80. doğumgünü şerefine çekilen Tha Queen’s Handbag adlı Harry Potter özel kısa filmde de rol alır. Harry Potter’ın beşinci filmi Harry Potter ve Zümrüdanka Yoldaşlığı 2007 yılında vizyona girmesiyle film ilk haftasında rekor kırarak 332.7 milyon dolar gişe hasılatı elde eder. Watson En İyi Kadın Oyuncu dalında Ulusal Sinema Ödülü alır. Harry Potter serisi devam ederken serinin genç oyuncularının da ünü artmaya devam eder ve Watson, Daniel Radcliffe ve Rupert Grint Hollywood Grauman Çin Sinemasının önündeki Şöhretler Kaldırımı’nda el ve ayak izlerini bırakan şöhretler arasına katılırlar.
Harry Potter’ın başarısına rağmen filmin yıldızları çekimlerde rol almaya devam etme kararı konusunda tereddüt yaşarlar ve nihayetinde 23 Mart 2007’de yeniden film şirketiyle anlaşma imzalarlar. Watson’un son filmlerde aldığı para iki katına çıkarak film başına 2 Milyon pound olur. Harry Potter ve Melez Prens 15 Temmuz 2009 itibariyle vizyondaki yerini alırken Emma Watson serinin son filmi için 18 Şubat 2009’da çekimlere başlar. Filmin 2011 yılında gösterime girmesi planlanmaktadır. Watson’un Harry Potter filmleri dışındaki ilk rolü Ballet Shoes adlı TV filminde olur. Film 5,2 milyon kişi tarafından izlenirken Emma bu rolü reddemeyecek kadar sevdiğini söyler. Emma Watson aynı zamanda The Tale of Despereaux adlı çocuk komedisinde Prenses Pea’yı seslendirir. Nisan 2009’da Watson Burberry’s ile 2009 Sonbahar/Kış koleksiyonu için bir anlaşma imzalayarak firma için modellik yapar. Watson’un medya işleri eğitimini tamamlaması sebebiyle kısıtlıdır. Watson’ın ailesinin boşanmasının ardından herbirinin başkalarıyla evlenmesi sonucunda üvey kardeşleri olur. Watson’ın ağabeyi Harry Potter filmlerinde figüran olarak rol alırken üvey kardeşleri de Ballet Shoes’da rol alır. Watson lise eğitimini yüksek notlar alarak set arkadaşları tarafından alaya alınarak bitirdikten sonra Harry Potter’ın son filmi için bir sene ara verirken film çekiminin bitirmesinin ardından üniversiye gideceğini söyler. Watson’ın jhangi üniversiteye gideceğine dair çok sayıda dedikodu çıksa da Watson tercihini günü gelince web sitesinden açıklayacağını söyler.
Emma Watson Harry Potter filmlerinden 10 milyon pound kazanırken film setlerinde geçen on yıla yakın sürede rol arkadaşları Daniel Radcliffe ve Rupert Grint ile kardeş kadar yakın olduklarını söyler. Watson hobilerini dans, şarkı söylemek, hokey, tenis ve sanat olarak belirtirken kendisini feminist olarak tanımlar ve Julia Roberts ve Johnny Depp’in en sevdiği artistler arasında yer aldığını söyler.