उन्हें "द डर्टी पिक्चर" के लिए सर्वश्रेष्ठ अभिनेत्री का राष्ट्रीय फिल्म पुरस्कार सहित उनके प्रदर्शन के लिए आलोचनात्मक प्रशंसा और कई पुरस्कार प्राप्त हुए हैं।
बालन परोपकार में भी शामिल रहे हैं और विभिन्न कंपनियों के ब्रांड एंबेसडर के रूप में काम किया है।
"द डर्टी पिक्चर" में, बालन ने दक्षिण भारतीय अभिनेत्री सिल्क स्मिता की मुख्य भूमिका निभाई।
"कहानी" में उन्होंने विद्या बागची की मुख्य भूमिका निभाई, एक गर्भवती महिला जो अपने लापता पति की तलाश कर रही है।
"तुम्हारी सुलु" में उन्होंने एक गृहिणी सुलोचना दुबे की मुख्य भूमिका निभाई, जो एक रेडियो जॉकी बन जाती है।
"मिशन मंगल" में उन्होंने भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन के वैज्ञानिक राकेश धवन की मुख्य भूमिका निभाई।
"शकुंतला देवी" में उन्होंने गणितज्ञ और लेखिका शकुंतला देवी की मुख्य भूमिका निभाई।