ปี ค.ศ. 2004 กง ยูได้รับบทนำเป็นครั้งแรกจากภาพยนตร์แนวแอ๊กชั่นคอมเมดี้เรื่อง Spy Girl โดยรับบทเป็น Ko Bong หนุ่มขี้อายที่เกิดไปตกหลุมรักสายลับสาวชาวเกาหลีเหนือ Kye Soon (รับบทโดย Kim Jung-Hwa) ที่แอบเข้ามาเกาหลีใต้เพื่อสืบหาข้อมูลลับสุดยอดของทางเกาหลีใต้ และยังมีผลงานภาพยนตร์อีกสองเรื่องเข้าฉายปลายปี เรื่องแรกคือ Mr. Gam's Victory ภาพยนตร์ที่หยิบเอาเรื่องจริงของสุดยอดนักเบสบอลผู้เป็นตำนานของเกาหลี Kam Sa-Yong (รับบทโดย Lee Beom-Su) มาถ่ายทอดบนจอภาพยนตร์เป็นครั้งแรก โดย กง ยู รับบทเป็นนักกีฬาเบสบอลในทีมเดียวกันกับ Kam Sa-Yong และภาพยนตร์อีกเรื่องคือเรื่อง S Diary เป็นภาพยนตร์ที่เล่าเรื่องราวของสมุดบันทึกลับของหญิงสาวคนหนึ่ง (รับบทโดย Kim Seon-A) ที่เก็บความลับเกี่ยวกับชายหนุ่มต่างๆมากมายที่เข้ามาในชีวิตเธอตั้งแต่อดีต จนถึงปัจจุบัน ซึ่ง กง ยู รับบทเป็นหนึ่งในชายหนุ่มที่เป็นอดีตคนรักของหญิงสาวเจ้าของไดอารี่ลับ เล่มนั้น
ปี ค.ศ. 2005 ยังคงมีผลงานภาพยนตร์ต่อเนื่องในแนวแอ็คชั่นคอมเมดี้เรื่อง She"s On Duty และงานซีรีส์เรื่อง Hello My Teacher หรือ ครูเซี้ยวนักเรียนแสบ ในปี ค.ศ. 2006 เรื่อง One Fine Day