27. veebruaril 2010 oli Cotillard 35. Césari auhindade austuspresident.
tseremoonia. Ta mängis Mal Cobb'i, Leonardo DiCaprio tegelase, Dom Cobb'i surnud naise projektsiooni Christopher Nolani filmis "Inception", kus mängisid ka Tom Hardy, Joseph Gordon-Levitt, Cillian Murphy, Ken Watanabe, Michael Caine ja Elliot Page, mis ilmus 16. juulil 2010. Nolan kirjeldas Mal'i kui "fataalse naise olemust" ja DiCaprio kiitis Cotillardi esinemist, öeldes, et "ta võib olla tugev ja haavatav ja lootusrikas ja südantlõhestav kõik samal hetkel, mis oli täiuslik kõigi tema iseloomu vastuolude jaoks". Cotillard ja Leonardo DiCaprio said Forbes'i nimekirja "Hollywood'i parimaid teenindavaid ekraanikoppleid" 8. kohal filmi "Inception" eest, mis teenis kogu maailmas 825 miljonit dollarit. Samal aastal mängis ta ka Guillaume Caneti draamas "Väikesed valged valed" ("Les petits mouchoirs"), mängides keskkonnakaitsjat Marie't koos Jean Dujardini ja François Cluzetiga.