W styczniu tego samego roku Mansfield wniosła pozew o separację przeciwko Paulowi.
Zagrała także w muzycznym dramacie kryminalnym Pete Kelly’s Blues (1955) z Janet Leigh, Lee Marvinem i Ellą Fitzgerald, filmie noir Lewisa Allena Nielegalnie (Illegal, 1955) w roli Angel O’Hary z Edwardem G. Robinsonem i Niną Foch oraz w dramacie kryminalnym Piekło nad Frisco Bay (Hell on Frisco Bay, 1955) z Alanem Laddem. Równocześnie występowała też na Broadwayu. 12 grudnia 1955 roku spotkała Marilyn Monroe podczas premiery filmu Tatuowana róża.
Podczas pracy nad Włamywaczem (1957), adaptacją powieści Davida Goodisa w reżyserii Paula Wendkosa, Jayne podpisała kontrakt na występy w broadwayowskiej sztuce Will Success Spoil Rock Hunter? u boku Orsona Beana i Waltera Matthau. Premiera Włamywacza odbyła się dwa lata później, u szczytu kariery aktorki. Było to pierwsze duże przedsięwzięcie producenta filmu Louisa W. Kellmana, który twierdził, że „odkrył” wówczas Mansfield. 31 lipca 1955 aktorka zakończyła współpracę ze studiem Warner Brothers.