Acto seguido protagonizó dos exitosas películas: Zindagi Na Milegi Dobara (2011) y Yeh Jawaani Hai Deewani (2013), logrando nominaciones a los premios Filmfare por mejor actriz de reparto en ambas oportunidades.

Koechlin inició su carrera como guionista en 2011 con la película de suspenso That Girl in Yellow Boots, en la cual también interpretó el papel protagónico.

[1]​ Koechlin cimentó su fama en el país asiático con su participación en el drama político Shanghai (2012) y la cinta de suspenso sobrenatural Ek Thi Daayan (2013).

Mientras participaba en cintas exitosas en taquilla también se le pudo ver en producciones del cine independiente como la comedia Waiting (2015) y el filme de suspenso A Death in the Gunj (2016).

Escribió el drama Skeleton Woman (2009), por el que ganó un Premio MetroPlus Playwright y debutó como directora teatral con la obra Living Room (2015).