Su salto a la fama se produjo con la película de acción Speed (1994) protagonizada por el entonces también emergente Keanu Reeves y por el veterano Dennis Hopper, interpretando a Annie Porter, una pasajera del autobús del que finalmente tiene que tomar los mandos.
Fue un rotundo éxito recaudando 350 millones de dólares en todo el planeta y recibiendo dos Óscar en categorías técnicas. En la actualidad el film todavía goza de gran popularidad entre el público, siendo considerada una de las mejores películas de acción de la década de los 90.
Tras este éxito Bullock comenzó a mejorar las perspectivas de su carrera. Reemplazó a Demi Moore en la comedia romántica While you were sleeping (1995) por la que recibió su primera nominación al Globo de Oro a la mejor actriz de comedia o musical y sumando un nuevo éxito a su carrera. Ésta producción aún tiene el favor del público y la crítica.
En 1998 participó en dos cintas, siendo la primera de ellas Hope Floats, dirigida por el actor ganador de un Óscar Forest Whitaker. En ella aparecía como Birdee Pruitt, una mujer que había sido abandonada por su marido en un programa de televisión y que como consecuencia de ello decidía volver a su lugar de origen, junto a su madre, interpretada por Gena Rowlands. Fue la primera incursión de la actriz en las tareas de producción, siendo acreditada como productora ejecutiva. Por otro lado protagonizó, junto a Nicole Kidman, Practical Magic en la que ambas daban vida a dos hermanas que eran brujas.
Su consagración como actriz dramática se produjo con The Blind Side, en el que interpretaba a Leigh Anne Tuohy, una mujer adinerada que adopta a un adolescente negro que finalmente acabará convirtiéndose en una importante figura del fútbol americano. Con ella batió numerosos récords, se convirtió en la primera mujer en superar los 200 millones de dólares en Estados Unidos con una cinta exclusivamente protagonizada por una mujer.
