2002年，童瑤被導演李文歧選中，出演年代傳奇劇《林海雪原》，飾演剿匪小分隊衛生員白茹，而這也是她的首部影視劇作品。
2007年，出演方軍亮執導的愛情片《不敢說愛你》，飾演外貌清純、做事穩重的藍馨。2009年，童瑤在青春愛情片《臺北飄雪》中，飾演大陸女歌手五月。2010年，主演家庭情感劇《家常菜》，飾演家境貧寒的何文遠；同年，主演年代抗戰劇《橋隆飆》，飾演淪落風塵的青樓女子小白龍。
2011年，在青春愛情片《最長的擁抱》中，飾演叛逆北漂女孩小北。2012年，童瑤與黃渤、高虎合作出演年代抗戰劇《民兵葛二蛋》，飾演敢愛敢恨的村長女兒孟喜子。 9月，在《優品》雜志6周年慶典上榮獲“年度飛躍演員”獎項。
2013年，童瑤憑借年代抗戰劇《民兵葛二蛋》榮獲中國電視劇年度明星盛典“新銳女演員”獎；3月，在都市家庭情感劇《獨生子女的婆婆媽媽》中，飾演廈門一家報社記者李小曼；同年，與周渝民、曹云金合作出演青春愛情片《早見晚愛》，飾演從乖乖女成長為創業的女老板周挺。
2014年，與蔣欣、張歆藝聯決主演都市愛情劇《新閨蜜時代》，飾演文藝青年，與樊斌閃結閃離周小北；7月，童瑤與趙文卓、范冰冰合作出演武俠奇幻劇《白發魔女傳之明月天國》，飾演乳娘府公主客娉婷；12月，出演家庭倫理劇《爸爸快長大》，飾演銀行的職場新人，為愛執著的率真女王珊珊；隨后，在都市情感片《后媽許多多》中，飾演敢愛敢恨的女編劇許多多，而該片是童瑤與導演林柯繼《民兵葛二蛋》的第二次合作 。
2015年，主演常曉陽執導的都市情感劇《轉身遇到你》，飾演鬼馬乖張，行事不拘小節的萬欣欣；7月，主演都市時尚愛情劇《定制幸福》，飾演時尚圈一線設計師。2016年，出演路奇執導的年代情感劇《喬家大院之光明之路》；
2016年8月，出演由汪俊執導，周迅、霍建華等主演的古裝宮斗電視劇《如懿傳》，并在劇中飾演皇貴妃高晞月。2017年，出演由楊陽執導的古裝玄幻電視劇《將夜》，飾演李漁。
2018年，與王凱、楊爍、董子健合作出演當代題材電視劇《大江大河》，在劇中飾演宋運萍一角。
2019年6月14日，憑借《大江大河》獲得第25屆上海電視節白玉蘭獎最佳女配角獎。7月12日，主演都市情感劇《三十而已》，在劇中飾演顧佳。10月，入圍第六屆“中國電視好演員”綠組女演員候選名單。
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