Mientras hacía cola para una audición para el musical Miss Saigon en 1990, le dijo a The New York Times: "No hay muchos papeles asiáticos, y es muy difícil poner un pie en la puerta".[20] En mayo de 1992, Liu hizo su debut teatral en Nueva York en Fairy Bones, dirigida por Tina Chen.En 1992, hizo su debut en la pantalla grande en la película de Hong Kong, Rhythm of Destiny, protagonizada por Danny Lee y Aaron Kwok.[23] Poco después del final de Pearl en 1997, Liu fue elegida para un papel en Ally McBeal.Mientras estaban en negociaciones para Kill Bill con Tarantino, los dos se unieron para ayudar a producir el documental deportivo húngaro, Freedom's Fury.También tuvo papeles menores como Kitty Baxter en la película, Chicago y como psicóloga junto a Keira Knightley en el thriller, Domino.En Lucky Number Slevin, interpretó al principal interés amoroso de Josh Hartnett.[26] En 2007, Liu apareció en Code Name: The Cleaner; Rise: Blood Hunter, un thriller sobrenatural coprotagonizado por Michael Chiklis en el que Liu interpreta a una reportera no muerta[13] (por la que ocupó el puesto número 41 en "Los 50 vampiros más sexys");[27] y Watching the Detectives, una película independiente de comedia romántica, coprotagonizada por Cillian Murphy.Hizo su debut como productora y también protagonizó un remake de Charlie Chan, que había sido planeado ya en 2000.[29] Liu prestó su voz a Silvermist en Disney Fairies, la franquicia basada en Tinker Bell y Viper en Kung Fu Panda.[19] En marzo de 2010, Liu hizo su debut en Broadway en la obra ganadora del premio Tony, God of Carnage como Annette en el segundo elenco de reemplazo junto a Jeff Daniels, Janet McTeer y Dylan Baker.Elementary es una adaptación estadounidense de Sherlock Holmes, y el papel que se le ofreció a Liu es interpretado tradicionalmente por hombres.
