Chamada para Hollywood, ela assina um contrato de sete anos com a Paramount e atua em "Como matar sua esposa" (Richard Quine, 1965), com Jack Lemmon. Mas se recusa a viver de loura fatal "Barbarella", de Roger Vadim - que faria um grande sucesso com Jane Fonda - e rompe seu contrato em apenas três anos.
Virna passa então a atuar em produções em Roma, Paris, Londres e Berlin, às vezes em filmes hollyoodianos, como "Cada dia será como Deus quiser" (Terence Young, 1969), "Barba Azul" de Edward Dmytryk (1972) ou ainda "A Serpente" (Henri Verneuil, 1972).
Sua carreira no cinema termina com Cristina Comencini, com quem trabalhou em "Vá onde seu coração mandar" (1996) e em "O mais belo dia de nossas vidas" (2002). Ela também marcou presença em "Balzac", um filme para a televisão de Josée Dayan (1999), contracenando com Gerard Depardieu, Jeanne Moreau e Fanny Ardant.