交際が公然の事実となる中、2人は2007年公開の超大作映画『どろろ』(監督:塩田明彦/手塚治虫原作)でダブル主演として再びスクリーンで対峙します。芸能界において、交際中のトップ俳優同士が映画で主演タッグを組む事例は極めて異例であり、大きな話題を呼びました。
ニュージーランドで行われた約3カ月間に及ぶ海外ロケは、厳しい寒暖差と連日の激しいワイヤーアクションが続く過酷を極めた現場でした。妻夫木演じる百鬼丸と柴咲演じるどろろのコンビネーションは息がぴったりで、厳しい撮影環境にあっても互いを気遣い、精神的な支え合っていたことが当時のスタッフ証言からも明らかになっています。興行収入34.5億円を超える大ヒットを記録し、公私ともに最高のパートナーシップを築いているように見えました。