Ее вызвали на кинопробы в Ленинград, на которых она узнала, что вместе с нею на главную роль пробуются две профессиональные актрисы - Ия Арепина и Роза Макагонова. Это обстоятельство смутило Румянцеву, но совсем не испугало. Хотя обе ее конкурентки вели себя очень раскованно и абсолютно были уверены в том, что успех будет сопутствовать кому-то из них, но не юной недоучке. Когда пробы закончились, Румянцева вернулась в Москву, в душе мало надеясь, что выберут именно ее. Но режиссер посчитал иначе, и на роль была утверждена именно Румянцева. Уже впоследствии выяснилось, что одна из претенденток на главную роль - Роза Макагонова - сильно переживала по этому поводу и даже написала гневное письмо в Госкино, в котором возмущалась тем, что режиссер фильма пренебрег услугами профессиональных артисток и отдал предпочтение недоученной актрисе из детского театра. Но это письмо так и осталось без внимания.

В фильме "Навстречу жизни" Румянцевой предстояло сыграть ученицу токаря Марусю Родникову. Так как с токарным делом она до этого никогда не сталкивалась, пришлось ей на месяц устроиться в ремесленное училище. По ее же словам, первое время учеба давалась ей нелегко - более опытные ребята постоянно насмехались над ее неумелыми операциями, причем старались уколоть как можно больнее. Но продолжалось это недолго - в один из дней терпение Румянцевой иссякло и она чуть ли не с кулаками пошла на своих обидчиков. Этот смелый поступок настолько охладил пыл ремесленников, что в тот же день насмешки над артисткой прекратились.

Между тем на съемках фильма с Румянцевой произошел неприятный эпизод. В одной из сцен ей предстояло управлять моторной лодкой. Но прежде чем доверить актрисе роль, режиссер, естественно, поинтересовался, умеет ли она водить. Румянцева, испугавшись сказать правду (ей казалось, что тогда ее снимут с роли), ответила утвердительно. На самом деле в моторную лодку она садилась впервые в жизни. В итоге ее обман едва не привел к трагедии лодка перевернулась и актриса оказалась в холодной октябрьской воде Балтийского залива. К счастью, поблизости была лодка со съемочной группой и сразу несколько человек бросились в воду на помощь Румянцевой. Из воды ее извлекли, однако в течение последующих нескольких дней съемки картины пришлось остановить - Румянцева угодила в больницу.

Тем временем, после съемок картины, Румянцева приняла решение связать свою дальнейшую творческую судьбу с кино - она вернулась в Москву и перевелась из ГИТИСа во ВГИК (в мастерскую Б. Бибикова и О. Пыжовой). Во время учебы определилось будущее амплуа актрисы - травести (в те годы в этом амплуа работала лишь одна актриса - Янина Жеймо).

В 1953 году Румянцева сыграла сразу в двух фильмах, причем в обоих ей пришлось играть роли, соответствующие ее амплуа - школьниц. В картине Алексея Граника "Алеша Птицын вырабатывает характер" она сыграла девочку Галю, а в "Морском охотнике" она перевоплотилась в 10-летнюю девочку (стоит отметить, что Румянцевой тогда было 24 года).

В 1955 году Румянцева с успехом закончила ВГИК и тут же получила предложения сняться в четырех картинах. Это были фильмы: "Весенние голоса", "Море зовет", "Мексиканец" и "Сын". В 1956 году она добавила к этому списку еще три фильма: "Очередной рейс", "Гори, гори моя звезда" и "Звездный мальчик".

Между тем всесоюзная слава к Надежде Румянцевой пришла в 1959 году после выхода фильма Юрия Чулюкина "Неподдающиеся", где она сыграла роль передовицы производства Нади Берестовой, взявшей на себя задачу по перевоспитанию двух отъявленных лентяев и прогульщиков. История появления этой картины на свет такова.

Еще будучи ученицей ВГИКа, Румянцева была на хорошем счету у прославленного режиссера Ивана Пырьева. Он тогда неустанно повторял, что на такую актрису, как Румянцева, надо специально писать сценарии. К этому совету прислушалась драматург Татьяна Сытина, и вскоре на свет появился сценарий "Неподдающихся".