1929 erhielt Dietrich die Rolle, die ihr zum internationalen Durchbruch verhalf: Die „femme fatale“ Lola in „Der Blaue Engel“ (1930) nach der Romanvorlage „Professort Unrat“ von Heinrich Mann. Auch Hans Albers, Dietrichs Revue-Partner in „Zwei Krawatten“ wurde für den Film engagiert.
„Der Blaue Engel“ feierte in Berlin Uraufführung. Das im Film von Dietrich gesungene Lied „Ich bin von Kopf bis Fuß auf Liebe eingestellt“ wurde ein Welthit.
Der Film „Schöner Gigolo, Armer Gigolo“ (1979) – unter anderem neben David Bowie– sollte ihr letzter sein. Nach den Dreharbeiten zog sie sich vollständig aus der Öffentlichkeit zurück und lebte zurückgezogen in ihrem Pariser Appartement in der Avenue Montaigne 12, wo sie ihr Bett in den letzten elf Jahren bis zu ihrem Tod nicht mehr verließ.