Aktorka otrzymała kolejną nominację do Złotego Globu dla najlepszej aktorki, choć słabe wyniki jej dwóch dużych produkcji z tamtego roku sprawiły, że niektórzy komentatorzy zaczęli określać ją wówczas mianem „trucizny dla box office’u”.
W kolejnym roku Robbie pojawiła się w jednej scenie w komedii Wesa Andersona Asteroid City. Chris Hewitt ze Star Tribune opisał jej „pełną pasji grę w tej jedynej scenie” jako „idealnie wyważoną”. Następnym filmem w jej dorobku była komedia fantasy Barbie, w której wystąpiła u boku Ryana Goslinga grającego Kena. Jako producentka, Robbie zabezpieczyła prawa od firmy Mattel do filmu o słynnej lalce w 2018 roku. Zatrudniła Gretę Gerwig do napisania scenariusza i reżyserii, a ona sama przyjęła rolę tytułową po tym, jak ofertę odrzuciła Gal Gadot. W ramach przygotowań Gerwig i Robbie oglądały stare musicale w Technicolorze, takie jak Czerwone trzewiki (1948) i Parasolki z Cherbourga (1964). Variety poinformowało, że Robbie zarobiła za tę rolę 12,5 miliona dolarów, co było najwyższą stawką dla aktorki w Hollywood w tamtym roku. Alison Willmore z Vulture zwróciła uwagę na to, jak bardzo Robbie pasowała do tej roli, i pochwaliła ją za połączenie „rozdzierającej serce powagi” z „humorem”.