इस फिल्म में दीया मिर्जा ने सैफ अली खान और आर.माधवन के साथ काम किया हालांकि यह फिल्म टिकट खिड़की पर सफल नही रही। इसी वर्ष दीया की एक और फिल्म दीवानपन प्रदर्शित हुयी लेकिन दर्शकों को दीवाना नही बना सकी। वर्ष 2002 में दीया मिर्जा को सलमान खान के साथ तुमको न भूल पायेंगे के साथ काम करने का अवसर मिला। पंकज पराशर के निर्देशन में बनी यह फिल्म भी दुर्भाग्य से कामयाब नहीं हो सकी। वर्ष 2004 में प्रदर्शित फिल्म तुमसा नहीं देखा दीया मिर्जा के करियर की पहली हिट फिल्म साबित हुयी। अनुराग बासु के निर्देशन में बनी इस फिल्म में दीया मिर्जा और इमरान हाशमी की जोड़ी को दर्शकों ने काफी पसंद किया।
वर्ष 2005 में दीया ने विधु विनोद चोपड़ा की सुपरहिट फिल्म परिणीता में काम किया। वर्ष 2006 में हीं दीया ने विधु विनोद चोपड़ा की सुपरहिट फिल्म लगे रहो मुन्ना भाई में भी अपने अभिनय से दर्शकों को दीवाना बना दिया। वर्ष 2007 में प्रदर्शित संजय गुप्ता की फिल्म शूट आउट एट वडाला में दीया मिर्जा ने टीवी जर्नलिस्ट का किरदार निभाकर अपनी अभिनय प्रतिभा का नया अंदाज दर्शकों के सामने पेश किया। वर्ष 2011 में दीया ने जायद खान और साहिल संघा के साथ मिलकर प्रोडक्शन कंपनी की स्थापना की और लव ब्रेक अप जिंदगी का निर्माण किया।
दीया मिर्जा की निर्मित फिल्म बॉबी जासूस वर्ष 2014 में प्रदर्शित हुई है। दीया ने अपने सिने करियर में ङ्क्षहदी के अलावा तमिल.बंगला और पंजाबी फिल्मों में भी काम किया है। वर्ष 2014 में उन्होंने अपने मंगेतर साहिल संघा से शादी कर ली । दीया मिर्जा अभिनीत अन्य फिल्मों में ‘तहजीब’, ‘प्राण जाए पर शान न जाए’, ‘दम’, ‘क्यूं हो गया ना’, ‘माइ बद्रर निखिल’, ‘दस’, ‘कोई मेरे दिल में है’, ‘हनीमून ट्रेवल्स प्रा.लिमिटेड’, ‘कैश’दस कहानियां, ‘क्रेजी 4’ एसिड फैक्ट्री और हंगामा पे हंगामा आदि शामिल है।
