2002年，十八岁的她因参加在台北西门町举办的美少女选秀而出道。此后，凭借担任《BEAUTY》、《RAY》等时尚杂志的平面模特在台湾崭露头角。
与此同时，她还出任了众多华语歌手音乐录影带的女主角。
2005年，郭碧婷完成了个人的首部电视剧作品《金色年华》。
2007年，郭碧婷出演了个人的大银幕处女作《沉睡的青春》。
2008年，她因接拍《益达口香糖》广告而被称为“益达女孩”。
2010年，其主演的台湾首部宠物愈疗电影《街角的小王子》上映。
2011年，郭碧婷开始将工作重心转向内地。随后，她与众多艺人联袂主演的《小时代》系列电影票房突破18亿人民币，其个人也因此受到广泛关注 。
2015年，郭碧婷主演的都市剧《神犬小七》获得全国暑期黄金档电视剧收视冠军。
2016年，郭碧婷的第一部作品是与郑恺搭档主演的清装人物传奇剧《国士无双黄飞鸿》；
随后，她与任言恺、李贤宰等人联袂主演的都市时尚励志喜剧《极品模王》上线播出；4月，郭碧婷与冯绍峰搭档主演了都市玄幻爱情剧《那片星空那片海》。
2017年，郭碧婷与古天乐、陈学冬、周冬雨等人联袂出演了刘伟强执导的古装武侠魔幻片《武林怪兽》；其主演的《那片星空那片海2》也在湖南卫视播出。
2018年3月2日，郭碧婷与胜利搭档主演的现代奇幻爱情片《宇宙有爱浪漫同游》在全国公映；随后，她还与萧敬腾搭档主演了现代心理惊悚剧《魂囚西门》。