Il successo a SanremoLab nel 2008 proietta Arisa sul palco dell’Ariston, nella gara delle Giovani Proposte del Festival di Sanremo 2009. Arisa vince con la canzone Sincerità e si aggiudica il Premio della Critica intitolato a Mia Martini. Vince inoltre il Premio Assomusica Casa Sanremo per aver saputo creare un rapporto immediato con il pubblico e per la semplicità e la dimestichezza dimostrate nel duetto con il Maestro Lelio Luttazzi al pianoforte, in una versione swing di Sincerità che manifesta quanto sia poliedrico il suo talento.
Il successo a Sanremo non resta isolato: ai TRL Awards di Mtv riceve il disco d’oro per l’album Sincerità e in occasione dei Wind Music Awards all’Arena di Verona viene premiata come rivelazione dell’anno dall’associazione dei discografici.

Nel 2010 Arisa torna al Festival di Sanremo con il brano Malamorenò, accompagnata dal trio Le Sorelle Marinetti. Non vince, ma ancora convince: il jazzista Lino Patruno la affianca sul palco dell’Ariston per un altro duetto di assoluto prestigio. Contemporaneamente al singolo, che raggiunge le piazze d’onore della classifica, viene pubblicato l’omonimo album Malamorenò, che vede la cantante anche nel ruolo di co-autrice di alcuni brani.

Anche la televisione si innamora di Arisa, che partecipa a tutti i programmi più importanti: da Niente di personale di Antonello Piroso su La7 a Chiambretti Night e Le Iene su Italia 1. La cantante sfodera inoltre la sua vena ironica in un esilarante siparietto con Checco Zalone a Zelig su Canale 5. Va poi ricordato l’intervento di Arisa a Victor Victoria, condotto da Victoria Cabello, durante il quale si registra il picco d’ascolto della puntata; così la conduttrice decide di scritturare Arisa come opinionista fissa del suo talk show.

Nel 2016 la cantante partecipa ancora una volta al Festival di Sanremo con Guardando il Cielo, singolo che anticipa l’uscita del quinto album. A maggio dello stesso anno, la cantante torna come giudice a X Factor.
Nel 2017 Arisa intraprende il Voce 2017, tour svoltosi presso i principali teatri italiani e a maggio l’artista si esibisce a Tokyo ,in occasione di “Italia, amore mio!”. Nel mese di giugno, invece, Arisa prende parte al Summer Festival con Ho perso il mio amore e L’esercito del selfie.  Il 7 ottobre la cantante si esibisce al Master Theater di New York dopo essere stata scelta, insieme a Bobby Solo, come rappresentante dell’Italia per l’undicesima edizione del Festival della Musica Italiana. Successivamente, la cantante realizza le musiche del film Malarazza, in cui canta in portoghese, e la colonna sonora di Napoli velata, in cui canta Vasame.
Nel 2019, Arisa pubblica Una nuova Rosalba in città, il sesto album, e la raccolta Controvento – The Best Of, in occasione dei suoi primi dieci anni di carriera. A febbraio viene commercializzato il singolo a sfondo benefico C’è da fare del supergruppo Kessisoglu & Friends per Genova, al quale Arisa ha aderito insieme ad altri artisti con lo scopo di raccogliere fondi per la comunità di Genova, colpita dalla tragedia del crollo del viadotto Polcevera. Dal mese di marzo, la cantante è impegnata in una tournée, Una nuova Rosalba nei club. Nello stesso periodo, l’artista ha collaborato con Alberto Urso al brano Guarda che luna, cover della canzone di Fred Buscaglione. Inoltre, a maggio la cantante ha preso parte alla semifinale della sesta edizione di The Voice of Italy, presentando in anteprima il singolo Tam Tam. 
A gennaio 2020 l’artista partecipa alla prima edizione del Cantante mascherato, mentre a febbraio torna sul palco dell’Ariston in qualità di ospite, duettando con Marco Masini nella serata omaggio ai brani che hanno fatto la storia del Festival. La cantante è stata anche scelta dalla Walt Disney per comporre la colonna sonora italiana del film Lilli e il vagabondo di Charlie Bean, registrando il brano È un briccone, originariamente interpretato nella versione in inglese da Janelle Monáe e doppiando, quindi, il personaggio di Gilda nella parte cantata. Successivamente, Arisa prende parte al super gruppo Italian Allstars 4 Life che ha riunito oltre cinquanta artisti italiani per l’incisione del brano  Ma il cielo è sempre blu (Italian Stars 4 Life), cover corale del brano di Rino Gaetano. Il ricavato è stato devoluto alla Croce Rossa per supportare le persone più fragili colpite dalla pandemia di COVID-19. Per la stessa causa, insieme a Manupuma, Arisa ha rilasciato il singolo Nucleare, i cui guadagni sono stati elargiti alla Fondazione Francesca Rava.