グランプリ獲得の翌年、2003年にはNHK連続テレビ小説『てるてる家族』のヒロイン・岩田冬子役に抜擢。天真爛漫な四女を生き生きと演じ、第41回ゴールデン・アロー賞放送新人賞などを受賞し、一躍全国区の知名度を獲得します。
さらに翌2004年には、社会現象となった青春ドラマの続編『ウォーターボーイズ2』でヒロインの矢沢栞役を好演。吹奏楽部でブラスバンドに励む純朴な女子高校生姿は、視聴者に強い爽快感と親しみやすさを植え付けました。
石原さとみの若い頃のドラマにおける役柄は、元気で素朴、少し泥臭いほどの清純派が中心でした。演技力に対する業界内の評価はデビュー直後から極めて高かったものの、ビジュアル面では「真面目で素朴な優等生女優」というイメージが定着し、後年のファッショナブルな姿とは好対照を成しています。
