2003年，在校期間出演中央戲劇學院女導演姬沛執導的話劇《安妮日記》，飾演密普。
2005年，參演饒曉志執導的首部公演話劇作品《我貴姓？》。同年參演戴鵬飛執導的首部幽默情景話劇《自我感覺良好》，在劇中飾賈美女 。
2006年，參演精品時尚話劇《今年過節不收禮》。同年與濮存昕、陶虹主演易卜生創作的話劇《建筑大師》，該劇是第二屆中國國家話劇院國際戲劇季“永遠的易卜生”的開幕大戲。同年開始出演開心麻花系列舞臺劇，在話劇《瘋狂的石頭》中客串角色。
2007年，主演話劇《誰都不許笑》，飾演蘇菲 ，還參演話劇《滿城就這一棵樹》、《暗戀紫竹園》。
2008年，主演開心麻花微笑系列話劇《倒霉阿翔》、《甜咸配》。
2009年，與曹揚、包貝爾主演舞臺劇《江湖學院》。還出演了話劇《索馬里海盜》。
2010年，在李蔚然執導的喜劇電影《決戰剎馬鎮》中飾演面餅老婆。在同年上映的喜劇電影《愛情維修站》中飾演風情萬種的女孩橙橙。同年在湖南衛視元宵喜樂會上與何炅合作小品《超幸福鞋墊》獲好評，被媒體評為“女版郭德綱”。
2011年，在曾黎、劉蓓主演的家庭情感劇《單親媽媽的苦澀浪漫》中飾演米寶湘。同年與黃小蕾、那威主演家庭輕喜劇《喜事連連：剩男相親記》，飾演男主角韓冰的發小兒陶燕。
2012年，出演趙晨陽導演，李小璐、任重主演的家庭情感劇《AA制生活》飾演梁碧華，一改喜劇路線，走知性職場女性路線。同年與柳巖合作第一部水果劇《香瓜七兄弟》。另外主演開心麻花系列爆笑舞臺劇《烏龍山伯爵》、《夏洛特煩惱》。還參加了湖南衛視《百變大咖秀》，在節目中扮演過雪村、梅艷芳、郭富城。
2013年，首次參加央視蛇年春晚，與沈騰合作小品《今天的幸福2》，飾演馬冬梅。在張庭、馮遠征主演的都市愛情喜劇《男媒婆》中飾演喜歡潘高峰的女人莎莎。同年與姜武、顏丙燕主演家庭情感倫理輕喜劇《伙伴夫妻》，飾演生性浪漫多情且心直口快的韓凌。同年參演梁丹妮、吳越主演的年代歷史劇《工人大院》。在都市輕喜劇《楊光的夏天》中飾演響紅。
2014年，被馮小剛邀請，與沈騰主演央視春晚小品《扶不扶》。同年在容祖兒、鐘欣桐、蔡卓妍主演電影《蹴鞠》中飾演谷一哥。
2015年2月17日，參加2015年中央電視臺春節聯歡晚會，在小品《投其所好》中成功塑造了馬科長的形象。7月25日與沈騰搭檔進入東方衛視《歡樂喜劇人》第一季總決賽，并憑借作品《行尸走肉》一舉奪得冠軍。9月參演年代傳奇劇《戰金嶺》。同年與沈騰主演喜劇電影《夏洛特煩惱》，在片中飾演性格大大咧咧的體育生馬冬梅；12月31日主演的喜劇電影《一念天堂》上映。
2016年，參演潘長江、倪景陽主演的電視劇《大年初一立春》，飾演李芒。與賈乃亮主演電影《東北往事之破馬張飛》，電影于2017年2月10日全國上映，并且馬麗演唱了電影主題曲《全世界都在說東北話》。同年與古天樂主演，由陳木勝導演的電影《喵星人》。為動畫電影《冰川時代：星際碰撞》配音。
2016年5月，小米為Max系列宣傳造勢，請來開心麻花團隊馬麗、沈騰拍攝預熱視頻。
2017年6月，加盟東方衛視明星旅行體驗綜藝節目《旅途的花樣》。9月13日，電影《羞羞的鐵拳》曝光了一支《挨打修煉手冊》MV，該曲由艾倫、馬麗、沈騰合體演唱。9月30日，搭檔艾倫、沈騰主演的電影《羞羞的鐵拳》上映，最終票房突破22億。此前由沈騰、馬麗主演的喜劇電影《夏洛特煩惱》，以14.42億票房及口碑優勢成為當年國慶檔黑馬。憑借兩部電影的超高票房，馬麗也成功晉升為“雙10億電影女主角”。10月13日，電影《羞羞的鐵拳》曝光由艾倫和馬麗演唱的《雖然前途未卜，我愿陪你吃土》MV。10月15日，馬麗參加《蒙面唱將猜猜猜》，演唱《漂洋過海來看你》。11月，擔任第四屆絲綢之路國際電影節“宣傳大使”。12月，馬麗參演的微博“最美表演”正片公布，飾演以為患有自閉癥兒童的母親。12月28日，馬麗獲騰訊白皮書“年度電影之星”。12月29日，電影《妖鈴鈴》上映，馬麗獻唱主題曲《天靈靈》。
2018年，馬麗作為文聯邀請的文藝工作者代表， 以主持人身份亮相，與張蕾、任魯豫等央視當家主持人，共同主持了中國文學藝術界聯合會主辦的“百花迎春—中國文學藝術界2018春節大聯歡”晚會。1月5日，馬麗加盟綜藝《今夜現場秀》，并擔當節目主持人。1月14日，馬麗獲中國電影報“年度票房貢獻最高的女演員”稱號。1月18日，馬麗獲得微博之夜年度最美表演榮譽。5月，馬麗作為全球首位女代言人代言貪玩游戲旗下傳奇類游戲《龍騰傳世》。6月，與潘粵明、孫堅、李乃文等合作主演電視劇《逆流而上的你》，在劇中飾演劉艾；12月5日，確定搭檔章宇主演由耿軍執導的電影《東北虎》；12月29日，與佟大為、霍思燕合作主演的喜劇電影《手機狂響》上映。
2019年2月4日，2019年中央廣播電視總臺春節聯歡晚會，馬麗與沈騰、艾倫、常遠、魏翔表演小品《占位子》。
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