En 2008 su cuarto disco, Niña de Fuego, catapultó su carrera internacional. Tras unos pocos conciertos en Los Ángeles, Miami y Nueva York, el disco recibió dos nominaciones a los premios Grammy Latinos de 2008, como «Álbum del Año» y «Mejor Producción». Una edición especial del disco se puso a la venta acompañado de un libro de poemas de Buika ilustrados por autorretratos.En septiembre de 2009 salió al mercado una colaboración realizada con Nelly Furtado, en el tema llamado Fuerte, todo un himno a la fuerza de la mujer. Cantó junto a Tomeu Penya en su tema Ho feim.

El 20 de octubre de 2009 salió a la venta mundialmente su disco El último trago, un homenaje a Chavela Vargas y a Bebo Valdés en sus 90 cumpleaños, grabado en directo en Cuba en los Estudios Abdala con Chucho Valdés y su cuarteto.4​ El álbum le valió su primer premio Grammy al mejor álbum de música tradicional tropical.