Der Cover-Version wurde ein Riesenerfolg in Deutschland und Conny hatte den Sprung von niedlichen Kinderstar zum Teenageridol Nr. 1 geschafft. Es folgten weitere Schallplatten wie "Blue Jean Boy" (1958) oder "Teenager Melodie" (1959) und zusammen mit ihrem männlichen Teenager-Pendant Peter Kraus trat sie in zahlreichen Unterhaltungsfilmen jener Zeit auf. 1958 war das "Teenie-Traumpaar" in "Wenn die Conny mit dem Peter" zu sehen, aber auch mit Kollegen wie Peter Weck, Rex Gildo und Peter Alexander stand sie vor der Kamera; insgesamt drehte sie während dieser Zeit rund 20 Schlager- und Heimatfilme, deren Musiktitel ständig die oberen Plätze in den Hitparaden belegten.

Danach wurde es ab Mitte der 60er Jahre etwas stiller um den Schlagerstar, wieder schien ihre Zeit vorbei zu sein. Doch Conny Froboess hatte zwischen 1959 und 1963 Schauspielunterricht bei Marlise Ludwig in Berlin genommen und tauchte als Schauspielerin auf der Theaterbühne und im Fernsehen auf. Ihr Bühnendebüt hatte sie 1963 als Dienstmädchen in Frantiseks Langers "Peripherie" am Landestheater Salzburg gegeben, wo sie auch ihren späteren Mann und früheren Intendanten des Münchner Gärtnerplatztheaters, Hellmuth Matiasek, kennen lernte; der Durchbruch als anerkannte Charakterdarstellerin gelang ihr dort wenig später mit der Rolle der "Agnes" in Molières "Schule der Frauen". 
Ihre dritte Karriere führte Cornelia Froboess an so bedeutende Schauspielhäuser wie Berlin, Wien, Hamburg und schließlich nach München, wo sie zwischen 1972 und 2001 als festes Ensemblemitglied an den Kammerspielen engagiert war. Fast drei Jahrzehnte glänzte sie dort in zahlreichen Stücken, übernahm auch Gastrollen wie beispielsweise 1987 bei den Salzburger Festspielen, wo man sie neben Heinz Bennent in Schnitzlers "Der einsame Weg" erleben konnte. Darüber hinaus wagte sie sich auch ins Musicalfach, spielte zwischen 1984 und 1994 unter der Regie von August Everding das Blumenmädchen "Eliza Doolitte" in "My fair Lady" und feierte damit zehn Jahre lang Triumphe am Münchener Gärtnerplatztheater. 2001 wechselte die Schauspielerin mit Dieter Dorn zum Bayerischen Staatsschauspiel, unter dessen Regie sie beispielsweise Anfang 2005 am Residenz Theater als "Insa Breydenbach" in der Uraufführung von Botho Strauß' "Die eine und die andere" zu bewundern war.
Das Repertoire der Schauspielerin ist breit gefächert, reicht von Klassikern wie Lessings "Minna von Barnhelm" oder Schillers "Maria Stuart" bis hin zu Wedekinds "Lulu" oder der "Lotte" in "Groß und Klein" von Botho Strauß. Ihre letzten großen Rollen an den Kammerspielen waren die "Frau Wangel" in Henrik Ibsens "Die Frau vom Meer" sowie die "Cäcilie" in Goethes Sturm- und Drang-Drama "Stella" in Inszenierungen von Thomas Langhoff. Mit ihm erarbeitete sie auch nach ihrem Wechsel an das Bayerische Staatsschauspiel die Rolle der "Laura" in Strindbergs Drama "Der Vater" (2001) sowie die Titelrolle in Brechts "Mutter Courage und ihre Kinder" (2004); in jüngerer Zeit beeindruckt sie unter der Regie von Elmar Goerden mit der Interpretation der "Mary Cavan Tyrone" in Eugene O'Neills Schauspiel "Eines langen Tages Reise in die Nacht", das auch 2004 bei den Salzburger Festspielen auf dem Spielplan stand.
In Henrik Ibsens "Baumeister Solness" brillierte sie 2006 unter der Regie von Tina Lanik als Frau Aline Solness, 2007 folgte die Rolle der Großmutter in Büchners "Woyzeck" und in Thomas Langhoffs Inszenierung des Thomas Bernhard-Stückes "Am Ziel" ist sie seit Juni 2008 mit der Hauptrolle der Mutter zu bewundern. Am 2. April 2009 wurde das Schauspiel "LEICHTES SPIEL – Neun Personen einer Frau" von Botho Strauß uraufgeführt. "Leichtes Spiel" ist eine lockere Folge von einzelnen Episoden, in deren Mittelpunkt jedes Mal eine andere Person steht, unter der Regie von Dieter Dorn interpretierte Cornelia Froboess die Figur des Käthchens.
(siehe auch www.bayerischesstaatsschauspiel.de).  
  
Auch auf der Leinwand konnte Cornelia Froboess den Wechsel vom unbeschwerten Teenageridol hin zur anspruchsvollen Schauspielerin beweisen. Bereits 1967 zeigte sie mit der Rolle der Claire in Kurt Hoffmanns Tucholsky-Verfilmung "Rheinsberg" an der Seite von Christian Wolff, dass mehr in ihr steckte, als Liedchen zu trällern und wurde 1969 für ihre Leistung mit dem "Ernst-Lubitsch-Preis" geehrt. Anspruchsvolle Kinoproduktionen folgten, die Figur der "Henriette" in Rainer Werner Fassbinders Film "Die Sehnsucht der Veronika Voss" brachte ihr 1982 einen "Goldenen Bären" bei den Berliner Filmfestspielen ein. In Dieter Dorns filmischer Umsetzung von Goethes "Faust", die 1988 unter dem Titel "Faust – Vom Himmel durch die Welt zur Hölle" mit Helmut Griem als Faust, Sunnyi Melles als Margarete und Romuald Pekny als Mephistopheles in die Kinos kam, war sie eine kongeniale Marthe Schwerdtlein; als Mutter des Protagonisten Martin Brest alias Til Schweiger tauchte sie beispielsweise in "Knockin' On Heaven's Door" (1997) auf, zuletzt mimte sie in Peter Payers witzigem Kinderfilm "Villa Henriette" (2004, nach dem Buch von Christine Nöstlinger) eine verrückte Erfinderin bzw. die Großmutter der zwölfjährigen Protagonistin Marie (Hannah Tiefengraber).

Das Fernsehen bot Cornelia Froboess seit Ende der 60er Jahre neben der umfangreichen Arbeit für das Theater ein weiteres Betätigungsfeld. Wiederholte Auftritte in so beliebten Krimi-Reihen wie "Der Kommissar", "Der Alte", Derrick",  "Die Männer vom K3", "Kommissar Rex", "Siska", "Anwalt Abel", "Tatort" oder "Polizeiruf 110" gehören ebenso dazu wie verschiedene Einzelproduktionen; in nachhaltiger Erinnerung bleibt Ende der 80er Jahre auch ihre Rolle der Dr. Pia Michaelis an der Seite Günter Pfitzmanns in dem Dauerbrenner "Praxis Bülowbogen". TV-Spiele wie Peter Beauvais' "Das Käthchen von Heilbronn oder: Die Feuerprobe" (1981) und Peter Keglevics spektakuläres Doku-Drama "Tag der Abrechnung – Der Amokläufer von Euskirchen"²⁾ (1994) zeigten die ungeheure Wandlungsfähigkeit der Künstlerin; für die Rolle der Mutter des Erwin Mikolajczyk alias Christoph Waltz in letztgenanntem TV-Spiel erhielt sie den Bayerischen Filmpreis. Zur TV-Filmografie zählen Thriller wie Matti Geschonnecks Psychodrama "Angst hat eine kalte Hand"¹⁾ (1996) oder 1997 die Figur der Monika Koerber in Bernd Böhlichs spannenden Geschichten um den pfiffigen Staatsanwalt Max Koerber (Martin Lüttge) in "Koerbers Akte: Kleines Mädchen – großes Geld" und "Koerbers Akte: Tödliches Ultimatum". Kai Wessel besetzte sie mit einer Hauptrolle in "Mein Bruder, der Idiot"¹⁾ (2002), mit Veronica Ferres und August Zirner agierte sie in dem packenden Drama "Stärker als der Tod" (2004). Nach längerer Fernsehabstinenz war Cornelia Froboess Anfang November 2009 in dem Krimi "Zwei Frauen und ein Mord" aus der legendären ZDF-Dauerbrenner "SOKO 5113" mit einer hintergründigen Frauenfigur auf dem Bildschirm präsent.

Heute ist Cornelia Froboess vollständig mit Terminen für Bühne, Film und Fernsehen ausgebucht und gehört zu den angesehensten deutschen Darstellerinnen unserer Zeit, die auf der Bühne vor allem schwierigen Frauenfiguren Profil verleiht; sie konzentriert sich im Film auf anspruchsvolle Stoffe und erhält Preise – wie früher für ihre Schlager. Neben der bereits erwähnten "Goldenen Schallplatte" (1962) sowie dem "Ernst-Lubitsch-Preis" (1968) ist 1976 der "Goldene Bildschirm" zu nennen; 1987 wurden ihre Leistungen mit dem "Bundesverdienstkreuz am Bande" gewürdigt, 1996 erhielt sie den Bayerischen Verdienstorden sowie den "Telestar" als "Beste Darstellerin" in dem Fernsehspiel "Angst hat eine kalte Hand". Den "Gertrud-Eysoldt-Ring" erhielt sie 1990 für ihre Darstellung der Ellida Wangel in Henrik Ibsens Stück "Die Frau vom Meer". Im neuen Jahrtausend wurde sie 2005 mit dem "Bayerischen Maximiliansorden für Wissenschaft und Kunst" geehrt, 2009 folgte der "Kurt-Meisel-Preis". Seit 1985 ist die Charakterschauspielerin Mitglied in der Berliner Akademie der Künste, 1991 folgte die Mitgliedschaft bei der Frankfurter Akademie der Darstellenden Künste.
 
Die Sängerin Froboess wandte sich in den letzten Jahren ernsthafteren Texten zu und begeisterte z. B. mit spanischer Folklore, französischen Chansons und Balladen das Publikum. Als Synchronsprecherin hörte man sie in dem Zeichentrickfilm "König der Löwen" (1999), hier lieh sie der Löwin Zira ihre Stimme. Auch als Moderatorin machte sie eine "gute Figur", so bereits in ihrer ersten Fernsehshow "Mein Gästebuch" (1966).
  
Das Ehepaar Froboess/Matiasek ist seit 1967 miteinander verheiratet und lebt auf dem "Rinklhof" in Oberbayern; Tochter Agnes wurde 1968 geboren, Anfang 1970 erblickte Sohn Kasper das Licht der Welt.