2007年1月，在古裝劇《貞觀長歌》中飾演民間女子采璣；隨后，簽約橙天娛樂；4月19日，主演的愛情電影《離別也是愛》上映，唐嫣在片中飾演品學兼優的大提琴手胡燕，這是其畢業后首部影片，同時她亦憑借該片獲得第14屆北京大學生電影節最佳女演員及第13屆上海電視節電視電影最佳女演員雙項提名；10月19日，與吳鎮宇、黃秋生合作主演的劇情動作片《神槍手與智多星》上映，她在劇中飾演外柔內剛、EQ超強的美術學院學生小雨；12月28日，在喜劇愛情片《棒子老虎雞》中飾演崇拜物質的80后女孩糖糖。
2008年1月，與霍建華、楊恭如合作主演都市言情劇《現代美女》，唐嫣在劇中飾演心地善良卻因名利誘惑而迷失自我的李薇。
2009年2月23日，家庭倫理劇《沒有語言的生活》在中央電視臺電視劇頻道首播，她在劇中飾演問題少女朱靈；4月20日，主演的青春勵志劇《生于80后》播出，唐嫣在劇中飾演堅強、直面生活挑戰的后媽安雯；5月，在民國劇情劇《風滿樓》中飾演天真善良的周雨童；6月28日，與胡歌、楊冪、霍建華等人合作主演的古裝仙俠劇《仙劍奇俠傳三》首播，她在劇中飾演歷經滄桑的癡情女子紫萱，該劇在多個地面平臺首播時均榮居收視榜首，之后登陸臺灣播出，而唐嫣個人也憑借此劇在兩岸三地贏得更多關注；12月9日，與郭富城、鄭伊健合作主演的玄幻武俠片《風云2》上映，她在片中飾演性格樂天的楚楚。
2010年2月2日，主演由周杰倫執導的科幻劇《熊貓人》，她在劇中飾演美麗非凡的廚師李俐亞，同時詹宇豪與周杰倫還專門為其創作歌曲《愛情引力》，并作為插曲收錄在《熊貓人》中；10月5日，在戰爭喜劇《夢想光榮1942》中飾演思想進步的地主女兒趙冬梅。
2011年1月22日，由其主演的都市言情劇《夏家三千金》在安徽衛視首播，唐嫣在劇中飾演單純善良又迷糊的夏家小女兒夏天美，并憑借該片獲得國劇盛典年度網絡最受歡迎內地女演員及影視風云榜新勢力盛典最受歡迎電視劇女演員，而該劇播出后以平均收視率1.318、 收視份額為3.254的成績取得安徽衛視年度收視冠軍；4月27日，在家庭倫理情感劇《閃婚》中飾演家庭環境優越、個性率真的富家千金韓金貝；8月6日，主演的都市商戰劇《無懈可擊之高手如林》首播，她在劇中飾演商界普通白領湯七七；9月13日，在都市偶像劇《愛情睡醒了》中飾演善良的劉小貝，并為該劇配唱插曲《我透明》，該劇播出后以平均收視率1.16的成績成為安徽衛視年度收視亞軍；同年，她還與黃義達合作主演新媒體音樂電影《保留》 。
2012年7月6日，古裝魔幻劇《軒轅劍之天之痕》首播，而她則在劇中飾演擅于玩心計陰謀的隋朝郡主獨孤寧珂；隨后，成立唐嫣工作室；11月11日，唐嫣首次擔任制作人以末日愛情為主題的30分鐘微電影《逐愛之旅》上線，她在片中飾演插畫師李惠，這是其工作室成立以后的首部影視作品 ；12月5日，其主演的民國傳奇情感劇《亂世佳人》上星首播，她在劇中演繹歷經坎坷成為一代佳人的張蓮心，同時，還為該劇配唱片尾曲《心夢》及插曲《用一生回憶》；12月26日，發行個人首張新年EP 寫真集《糖心》。
2013年3月26日，動作劇《X女特工》首播，其在劇中飾演身手矯健、懷揣正義夢想的鬼馬鐘離，同時，她還為該劇配唱主題曲《捍衛陽光》，隨后唐嫣憑借該劇獲得第十三屆華鼎獎中國近代革命題材電視劇最佳女演員、BQ紅人榜年度最受歡迎演員獎、亞洲青春派年度最受歡迎女演員及國劇盛典年度極具商業價值演員；10月5日，在都市商戰題材劇《廣告風云》中飾演廣告公司品牌總監阮心麗。
2014年4月21日，主演的古裝言情輕喜劇《金玉良緣》首播，其在劇中飾演古靈精怪的江湖女子玉麒麟，她與該劇另一主演霍建華憑借此劇獲得國劇盛典甜蜜熒幕情侶，此外唐嫣還獲得第五屆中國大學生電視節最受歡迎女演員獎；9月2日，在都市職場劇《格子間女人》中飾演性格堅強勇敢、辦事干凈利落效率高的銷售女強人譚斌，她還為該劇配唱片尾曲《雨晴》；11月7日，其參演的愛情電影《露水紅顏》上映，而她則在片中飾演性格開朗活潑的空姐明真，隨后憑借該角色獲得第三屆國際華語電影節金騎士獎最佳女配角獎。
2015年1月10日，唐嫣領銜主演的由顧漫同名小說改編的同名電視劇《何以笙簫默》播出，其在劇中飾演女主角趙默笙，并配唱插曲《好久不見》，該劇開播后成為首部單日網絡播放量突破三億的電視劇，隨后她憑借該劇獲得樂視生態共享之夜年度最受歡迎演員；1月28日，民國偶像愛情劇《千金女賊》首播，她在劇中演繹的女主角蔣心從街頭雜耍賣藝的丫頭到上海黑幫夫人再到首富大戶千金歷程；2月4日，主演的民國偶像劇《活色生香》首播，她在劇中飾演制香高手樂顏，該劇開播后取得全國網收視率3.43的成績，打破近十年電視劇開播的首播紀錄，而首日網絡播放量10731萬次，刷新內地電視劇播出首日的網絡播放量記錄；隨后，唐嫣在福布斯中國名人榜中從前一年的第73名升至第20位；5月28日，特別出演的時裝劇《風云天地》首播，她在劇中飾演勤奮努力的醫生唐一一；5月29日，唐嫣受邀擔任第六屆中國大學生電視節的推廣大使；6月12日，主演的網絡季播劇《盜墓筆記》在愛奇藝上線，該劇播出后微博搜索量和視頻網站播放量均為年度第一，同時也刷新了年度電視劇點擊率，而唐嫣則在劇中飾演精明干練女性探險者阿寧；7月22日，由她領銜主演的都市愛情勵志劇《克拉戀人》首播，其在劇中飾演設計師助理米朵 ；8月9日，在第17屆華鼎獎中國電視劇滿意度頒獎盛典中，唐嫣憑借《金玉良緣》、《活色生香》及《何以笙簫默》三部電視劇入圍四個不同類型的最佳女主角獎項提名，最終她獲得當代題材電視劇最佳女演員；9月30日，其參演的3D災難探險片《九層妖塔》上映，她在片中飾演寧折不屈的的曹維維；12月1日，唐嫣主演的都市愛情劇《長在面包樹上的女人》播出，她在劇中飾演愛情至上的作家”程韻“；12月20日，客串都市情感劇《爸爸快長大》。
2016年1月，唐嫣受邀擔任國劇盛典代言人，并獲得觀眾喜愛角色人物和最具媒體號召力人物兩個獎項；4月29日，她主演的青春勵志片《夢想合伙人》上映，其在片中演繹了從白手起家的無名人士奮斗成為互聯網億萬富翁的物質拜金女顧巧音；7月1日，唐嫣主演的動作喜劇電影《賞金獵人》上映，她則在片中飾演獵人團隊雷厲風行的領導者凌芯（CAT），該片在內地上映九天取得票房突破兩億的成績，打破中韓合拍片票房記錄；9月14日，由其領銜主演的魔幻愛情電影《大話西游3》上映，她在片中分飾紫霞和青霞兩個角色，該片國內票房取得3.6億人民幣的成績；10月14日，唐嫣擔任第11屆中國金鷹電視藝術節的金鷹女神，成為金鷹節歷史上的第六位金鷹女神；11月11日，其領銜主演的古裝女人權謀劇《錦繡未央》在東方衛視、北京衛視黃金檔聯播，該劇播出后取得雙衛視年度收視冠軍，并且雙雙位列全國衛視電視劇年度前十的成績，唐嫣則在該劇中飾演天資聰穎的李未央，
同時為該劇配唱片尾曲《天賦》，而她亦憑借該劇獲得第22屆華鼎獎中國百強電視劇最佳女主角；隨后，憑借多部成績不俗的影視作品和商業價值，唐嫣接連獲得百度娛樂年度人物、優酷盛典年度霸屏藝人和騰訊娛樂白皮書電視年度卓越藝人等獎項；同年與袁姍姍、斯琴高娃主演電影《一墻之隔》。
2017年2月10日，唐嫣與謝霆鋒、鄭容和聯袂主演的喜劇電影《決戰食神》上映，她在片中飾演性格豪爽的大排檔老板娘海膽妹 ；2月，確定主演都市愛情劇《時間都知道》，其在劇中飾演因意外回到十年前的時簡；3月，特別出演歷史科幻網劇《天意之秦天寶鑒》；6月，由她領銜主演的青春勵志劇《歸去來》開機拍攝，唐嫣在劇中飾演了女學霸蕭清。
2018年，唐嫣與吳秀波搭檔主演了現代涉案劇《無名偵探》；9月，她還受邀參加了中央廣播電視總臺中秋晚會。
2019年5月，搭檔竇驍、佘詩曼主演古裝劇《燕云臺》，在劇中飾演遼國太后蕭燕燕；10月，入圍第六屆“中國電視好演員”藍組女演員候選名單 。
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