2000年2月，出演个人首部作品《贫嘴张大民的幸福生活》，从而正式进入娱乐圈。
2001年，因在古装喜剧《铁齿铜牙纪晓岚》中饰演香草而崭露头角。
2002年，出演民国爱情剧《女人汤》。
2003年，主演古装情感剧《少年天子》。
2005年，主演古装神话情感剧《欢天喜地七仙女》。
2006年，凭借青春爱情片《我要成名》入围第二十六届香港金像奖最佳新人奖、中国香港电影金紫荆奖最佳新人奖，以及中国电影导演协会最佳新人银奖。
2009年，主演的民国剧《玫瑰江湖》。
2011年，凭借悬疑惊悚片《梦游3D》获得东京国际电影节最佳女演员提名。
2013年12月，拍摄的爱情喜剧《爱情面前谁怕谁》播出。
2014年，主演家庭伦理剧《再见，老婆大人》。
2015年2月，主演的当代励志剧《草帽警察》；
2016年，出演都市情感剧《北京遇上西雅图》。
2017年8月31日，由微博时尚和OnlyLady联合主办的2017年度首届“微博时尚盛典”在北京举行，杜江霍思燕夫妇获颁“年度最具时尚影响力CP”。10月，参演电影《英格力士》。
2018年3月2日，参加2018年中央电视台元宵晚会，与常远、王鸥、董力、王雅洁、黄训国、魏允熙、优我女团反串表演《卖汤圆》。