En septembre 2004, elle tient son premier rôle au théâtre dans Ondine de Jean Giraudoux, mis en scène par Jacques Weber au théâtre Antoine. Elle joue Ondine et fait à cette occasion la couverture de Vogue. Une tournée européenne est organisée en 2005, à l'occasion de laquelle la pièce est jouée en particulier à Ludwigshafen

En septembre 2008, Florian Zeller met en scène au théâtre de la Madeleine sa pièce Elle t'attend d'après Albert Camus, la pensée de midi où Laetitia Casta joue Anna. Pareille au flux et reflux des vagues méditerranéennes faisant et défaisant une « tapisserie de Pénélope », Anna cristallise son attente en se perdant en conjectures, imaginant en flash-back les scénarios de la disparition de son amour (Bruno Todeschini) dans les montagnes brûlantes de l'île tandis que son frère (Nicolas Vaude) ne la regarde pas tout à fait comme une s½ur

En septembre 2008, Florian Zeller met en scène au théâtre de la Madeleine sa pièce Elle t'attend d'après Albert Camus, la pensée de midi où Laetitia Casta joue Anna. Pareille au flux et reflux des vagues méditerranéennes faisant et défaisant une « tapisserie de Pénélope », Anna cristallise son attente en se perdant en conjectures, imaginant en flash-back les scénarios de la disparition de son amour (Bruno Todeschini) dans les montagnes brûlantes de l'île tandis que son frère (Nicolas Vaude) ne la regarde pas tout à fait comme une s½ur