1999年8月，在上海優秀中學生航天夏令營中進行培訓，2000年，黃圣依與母親在徐家匯逛商店時，被星探發掘，隨后參加了上海有線電視臺第2屆羽西之夢MJ主持人大獎賽，并獲得最佳上鏡獎及年度大獎兩項獎杯 ，7月份就職于上海有線電視臺《燦爛星河》欄目主持人。2001年，考入北京電影學院表演系。
2008年1月，主演電視劇《廣府太極傳奇》，飾演力克重重險阻開辦女子拳館的楊玉英；2月，在央視春晚舞臺上獻唱專輯主打歌《天天向上》 [14] ；2月，主演央視獨播劇《日月凌空》，她在劇中扮演謝瑤環，與劉曉慶飾演的武則天有不少對手戲；4月，獲得福布斯中國名人盛典“2008年度卓越名人獎”；7月，發行首張個人專輯《黃圣依同名專輯》，該專輯獲得第六
屆東南勁爆音樂榜勁爆傳媒推薦年度唱片獎；同年主演中日合拍電視劇《東京生死戀》。
2009年1月，在央視春晚上以“春姑娘”的形象獨唱歌舞音樂劇《森林舞會》；2月，在年度獻禮電影《建國大業》中扮演一名延安戰地播音員；3月，出演好萊塢科幻片《巫山歷險記》飾演UFO女獵手希拉；9月，在成都首次開起萬人演唱會；12月，發行第二張個人專輯《選美everyday》，獲得了音樂大典年度最受歡迎女歌手獎項，在歌曲《東風》中，她還借鑒了臺灣高山族的原生態唱法 ；同年，黃圣依所在的影視公司“巨力”正式上市。
2010年，黃圣依宣布擁有巨力影視傳媒30%股份，職位為執行總裁。4月上映主演的電影《尋找劉三姐》，黃圣依在片中重塑當年黃婉秋塑造的人物形象“劉三姐”。
2011年6月，她在上海電影節上宣布成立“巨力圣依”影視傳媒；9月，主演電影《白蛇傳說》，飾演敢于為愛犧牲的千年蛇妖白素貞，該片上映后以2.29億元的票房成為2011年中國內地國慶檔票房冠軍，海外上映首周以1689萬美元的票房獲得全球票房榜周冠軍，并創下近10來華語電影海外版權出售記錄。此外，該片還在多個國際電影節上展映；在第69屆威尼斯電影節紅毯上，黃圣依以一件上億元的民族風“天珠裝”亮 相。
2012年，主演文藝片《女人如花》，片中黃圣依突破形象出演一名民國時期的媽媽，該片在IMDB評分最高時達8.3分，并獲得第七屆摩納哥國際電影節最佳影片獎。
2013年，旗下公司“巨力圣依”首次投資出品電視劇《第22條婚規》，黃圣依擔任主演兼老板，收獲了不錯的收視成績。同年6月29日，發行由李偲菘制作的專輯《Facing Love》。
2014年，參加江蘇衛視真人秀節目《明星到我家》，以外冷內熱真實自然的性格獲得好評。同年，主演中韓合拍文藝片《我在路上最愛你》，飾演一位靠酒吧賺錢維持生計的都市女子；此外她還演唱了電影的主題曲《三天三夜》。
2015年，憑借電影《冰封：重生之門》獲得第15屆華鼎獎“最佳電影女主角”獎項。同年特別出演戰爭影片《大轟炸》，片中與阿德里安·布勞迪飾演一對戰地戀人。
2017年，在溫哥華產下二子后復出，投身古裝清宮戲《少帝康熙》及都市劇《新圍城》的拍攝。并且首次嘗試音樂創作，于同年11月發行自己作詞作曲的單曲《自己的幸福》。
2018年，與大兒子楊安迪一同錄制了親子真人秀《媽媽是超人第三季》，兩人真實溫暖的相處模式收獲了大家的關注和喜愛。同年10月1日亮相巴黎時裝周，芭莎男士對她本次時裝周之行進行了全面跟蹤報道。11月，她主演的電影《冰封俠：時空行者》上映，與甄子丹再度攜手合作。
2019年，2月擔任《國家寶藏第二季》“收官之夜國寶盛典”的特展講解員，演繹音樂劇《國寶一夜》；同年特別出演電視劇《鬢邊不是海棠紅》飾演女土匪古大犁。
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