En 1999, kastado komenciĝis por Harry Potter kaj la Filozofa Ŝtono (liberigita kiel Harry Potter kaj la Ŝtono de la Sorĉisto en Usono), la filmadaptigo de la plej bone vendata romano de la brita aŭtoro J. K. Rowling. Casting-agentoj trovis Watson tra ŝia Oksforda teatra instruisto, kaj produktantoj estis impresitaj de ŝia fido. Post ok aŭdicioj, produktanto David Heyman rakontis al Watson kaj kunkandidatoj Daniel Radcliffe kaj Rupert Grint, ke ili estis gisitaj por la roloj de la lernejaj amikoj Hermione Granger, Harry Potter kaj Weasley, respektive. Rowling subtenis Watson de ŝia unua ekrana testo. La liberigo de Harry Potter kaj la Filozofa Ŝtono en 2001 estis la ekrana debuto de Watson. La filmo rompis rekordojn pri malfermaĵaj vendoj kaj malfermaĵaj semajnaj ricevoj kaj estis la plej alt-atingita filmo de 2001.
Harry Potter kaj la Filozofa Ŝtono