Ihren internationalen Durchbruch feierte die Schauspielerin 2006 in der Rolle der "Solange Dimitrios" an der Seite von Daniel Craig. Im selben Monat wird die Schauspielerin 48 Jahre alt. Fast zwei Jahrzehnte nach ihrem kurzen, aber eindrücklichen Auftritt im James-Bond-Film "Casino Royale" macht Caterina Murino erneut Schlagzeilen – diesmal jedoch mit privaten Neuigkeiten. Es folgten größere Rollen, wie in der Komödie "Nicht dran denken" oder "Die Girls von St. Trinian". Erst durch ihre Rolle als Bond-Girl wurde sie über Nacht weltweit berühmt. Mit 22 Jahren begann sie dann eine Ausbildung zur Schauspielerin. Im Jahr 2000 erschien Murino zum ersten Mal in einer kleinen Nebenrolle in Dino Risis Fernsehfilm Le Ragazze die Miss Italia, einer Komödie über den Schönheitswettbewerb der Miss Italia. Einem breiten deutschen Fernsehpublikum wurde Caterina Murino schließlich 2012 als Tania Moretti an der Seite von Rufus Sewell als italienischer Polizeikommissar Aurelio Zen in der gleichnamigen, dreiteiligen Krimi-Reihe ( "Aurelio Zen - Vendetta", "Aurelio Zen - Himmelfahrt" und "Aurelio Zen - Entführung auf italienisch") und durch den Mehrteiler "Odysseus", in dem sie die Hauptrolle der Penelope spielte, bekannt. „Rasante, in Details durchaus raue Verfilmung des ersten James-Bond-Romans von Ian Fleming, die sich durch betonte Körperlichkeit und artistische Kabinettstückchen auszeichnet. Aufgrund des großen finanziellen Erfolgs wurde sofort die Arbeit an einem Nachfolgefilm begonnen. Virgin-Group-Gründer Richard Branson selbst hat einen Cameo-Auftritt an der Personenkontrolle des Flughafens. Über eine Kurznachricht auf Mollakas Mobiltelefon kann Bond die Spur auf die Bahamas zu Dimitrios verfolgen, den er bis nach Miami beschattet und letztlich tötet. Infolge der internationalen Schlagzeilen ist Bonds Chefin M verärgert und zieht ihn von dem Fall ab. Es entbrennt eine Verfolgungsjagd durch ein Elendsviertel und über eine Baustelle auf ein videoüberwachtes Botschaftsgelände, wo Bond Mollaka schließlich entgegen seinem Auftrag tötet. Bond kann das Geld über einen Hinweis auf Vespers Mobiltelefon zu Mr. White am Comer See verfolgen. Währenddessen erfährt Bond, dass der Gewinn nie auf dem Konto des Schatzamtes eingegangen ist und stattdessen gerade in der örtlichen Bankfiliale abgehoben wird. Zu Le Chiffres Überraschung kehrt Bond an den Spieltisch zurück und gewinnt schließlich 115 Millionen Dollar mit einem Straight Flush in der letzten Hand. Vor dem Zusammenbruch kann er sich noch einen mobilen Defibrillator anlegen, dessen Auslöser Vesper in letzter Sekunde betätigt. Tödlich vergiftet schleppt sich Bond zu seinem Aston Martin und verabreicht sich ein Gegenmittel. An der Bar versetzt Le Chiffres Freundin Valenka Bonds Cocktail mit Fingerhut. Erstmals Interesse an einer Neuverfilmung zeigte 2004 Kultregisseur Quentin Tarantino. 1999 schließlich tauschten Sony, an das die Romanrechte inzwischen übergegangen waren, und Bond-Studio MGM die Lizenzen von Spider-Man und Casino Royale, so dass der Stoff in die Eon-Reihe integriert werden konnte. In Konkurrenz dazu wandelte die CBS-Konzernmutter Columbia Pictures 1967 den Stoff zu einer Parodie mit David Niven als ein James Bond. So wurden an den jeweils äußeren Triebwerkspylonen Treibstofftankattrappen und an den inneren je eine Triebwerkspaarattrappe im Stil der General Electric GEnx montiert. Bonds Gegenspieler Mollaka wird dabei vom Freerunning-Erfinder Sébastien Foucan selbst gespielt. Der Film ist eine Gemeinschaftsproduktion von Metro-Goldwyn-Mayer, Columbia Pictures, Danjaq Productions, Stillking Films, Studio Babelsberg, Eon Productions und United Artists im Verleih der Sony Pictures Entertainment. Der Schweizer Schauspieler und Ex-Rapper Carlos Leal verkörpert den Chef de Partie des Casino Royale. Zudem ist Clemens Schick als Le Chiffres Handlanger Kratt zu sehen. Oscar-Preisträgerin Lindy Hemming gestaltete zum fünften und letzten Mal die Kostüme. Hier war sie als verheiratete Solange an der Seite des neuen Titelhelden Daniel Craig zu sehen, deren Liaison mit dem Geheimagenten auf den Bahamas ein unheilvolles Ende nimmt. Mit den folgenden Rollen in italienischen Film- und Fernsehproduktionen gelang es Murino nicht, sich in ihrem Heimatland als ernstzunehmende Schauspielerin zu etablieren. Im selben Jahr agierte sie unter der Regie Danilo Ghezzis in der italienischen Theaterproduktion von Agatha Christies Kriminalroman Zehn kleine Negerlein, der in Deutschland auch unter dem Titel Und dann gabs keines mehr bekannt ist.
