En 1939 llegó a Hollywood de la mano del poderoso productor D. Selznick, quien hizo de Ingrid Bergman la primera actriz natural de Hollywood. A lo largo de su carrera interpretó una gran variedad de personajes de distinto carácter, de mujer tierna y vulnerable a camarera de vida alegre, en El extraño caso del doctor Jekill (1941), film de V. Fleming en el que compartió el protagonismo con Spencer Tracy, en un papel extraordinario que le brindó la posibilidad de interpretar personajes fascinantes (La exótica, Encadenados, Atormentada). No obstante, firme en sus objetivos, Hollywood la obligó a repetir personajes monótonamente angelicales: ¿Por quién doblan las campanas? (1943), Recuerda (1946), Las campanas de Santa María, Juana de Arco (1956). Obtuvo su segundo Oscar por Anastasia (1956), y el último por Asesinato en el Orient Express. Además de las citadas, protagonizó entre otras, las siguientes películas: Casablanca (1943), de M. Curtiz; Encadenados (1946); y Atormentada (1949), ambas dirigidas por A. Hitchcock; así como la serie de películas rodadas bajo la dirección de su segundo marido, Roberto Rossellini: Stromboli (1950), Europa, 1951 (1951), Nosotras, las mujeres (1953). Separada de Rossellini, intervino en No me digas adiós (1961), La visita del rencor (1964), Secretos de una esposa (1970) y Sonata de otoño (1978) de Ingmar Bergman.