2009年，導演韋正開拍都市青春喜劇《愛情公寓》，還在上大二的婁藝瀟經由陳赫介紹到劇組試鏡，最終確定飾演野蠻潑辣的御姐胡一菲，劇中為配合劇情婁藝瀟還自編了一段舞蹈。9月，主演了侯量執導的劇情電影《滑向未來》，飾演為人善良的霄霄。
2011年1月，《愛情公寓Ⅱ》首播，再次主演女一號胡一菲。3月，在優酷主辦的優酷影視指數盛典上，婁藝瀟和陳赫獲得開年最給力組合獎項。8月，與歐陽震華、佘詩曼搭檔參演古裝懸疑電視劇《帶刀女捕快》，扮演龐妃。同月，婁藝瀟還參加了東方衛視綜藝節目《舞林大會》第四季。
2012年7月，與陳赫搭檔再次主演《愛情公寓3》，并和各主演演唱愛情公寓同名主題曲。同年，婁藝瀟還主演了演奏家薛汀哲拍攝的音樂微電影《獨奏者的秘密》，飾演一位單純癡情的女生。
2013年2月，婁藝瀟主演了都市愛情電視劇《愛情自有天意》，在劇中飾演了與以往潑辣形象反差巨大的悲情角色唐糖；同時，婁藝瀟還演唱了該劇的插曲《小小世界》，這是她個人首支單曲。8月，主演了蔣家駿執導的家族情感電視劇《愛情悠悠藥草香》，飾演心地善良單純卻又命運多舛的五姨太黃采薇。同年，婁藝瀟還主演了劇情電影《隨風搖曳》。
2014年1月17日，主演的《愛情公寓4》播出，此劇播出后多次刷新中國國產電視劇網絡播放紀錄，首播期總播放達17.2億次，婁藝瀟個人也因此登上各大熱搜榜的前列 。2月，婁藝瀟參加遼寧衛視春晚演出，演唱《小小世界》；同月月底，與愛情公寓劇組一起參加湖南衛視綜藝節目《快樂大本營》。9月，亮相紐約時裝周春夏秀場。12月，婁藝瀟還主演了賴水清執導的金庸劇《鹿鼎記》，在劇中扮演性格刁蠻任性的建寧公主。
2015年5月，與劉愷威、白冰共同主演都市情感勵志劇《你是我的姐妹》，并在劇中扮演了正直善良、說話直接、很有主見的“二姐”安寧。9月，主演了中泰韓三國聯合拍攝的時尚都市勵志劇《愛情珠寶》，劇中婁藝瀟一人分飾兩角。12月，婁藝瀟還與楊玏搭檔主演了都市情感話題劇《別對愛撒謊》，飾演年輕媽媽郝樂意。
2016年2月7日，婁藝瀟參加央視春節聯歡晚會，與修睿、喬杉搭檔表演小品《快遞小喬》。隨后，主演了文杰執導的近代傳奇電視劇《忘情歌》。10月，以旁聽生助教身份加盟湖南衛視原創校園紀實節目《一年級·畢業季》。因無私的指導、溫暖的關懷，婁藝瀟被學生稱為“向日葵”老師；同月，受邀出席金鷹節開幕式，并向觀眾講訴了電視人的“熒幕造夢”事業。
2017年1月，婁藝瀟與朱軍搭檔共同主持了中央電視臺綜藝頻道的《2017東西南北賀新春》。同月，參加湖南衛視華人春晚跨界獻唱昆曲《梨園春色》。3月，婁藝瀟參加浙江衛視綜藝節目《王牌對王牌第二季》，與陳赫、馬蘇、林更新、孫藝洲組成青年演員隊。5月，作為補位歌手加盟北京衛視綜藝節目《跨界歌王》。7月6日，婁藝瀟與華納唱片簽下音樂合約，正式開啟歌手之旅，同日發行首支個人單曲《野生情人》，同月13日，歌曲MV發布。8月4日，加盟《天天向上》全新情景劇版塊“周五不下班”。8月12日，參加韓紅愛心百人援寧，主持啟動儀式并參加到義診現場。8月17日，代言手游《彈彈島2》新版本上線。10月21日，受邀出席2017楊宗緯“聲聲聲聲”VOCAL巡回演唱會杭州場，同楊宗緯合唱《涼涼》并獻唱個人單曲《野生情人》。11月22日，為電影《假如王子睡著了》獻唱的插曲《Step By Step》上線。12月15日，每周五晚開始更新元宵福利瀟瀟札記。12月17日，于中國人民大學參加錄制新華社主辦的“新青年”演講活動。
2018年1月13日，婁藝瀟獻唱央視《巔峰音樂會》完成個人音樂會專場首秀。3月，攜閨蜜邱瀞瑤前往大溪地錄制的戶外旅行真人秀《閨蜜的完美旅行》上線。同月28日，正式加入韋伯音樂劇《周日戀曲》，擔任女主角。31日，參加中央電視臺綜合頻道大型文化節目《經典詠流傳》，與藏族歌手四郎貢布攜手，共同演唱《在那東山頂上》。4月4日，作為生日場特別嘉賓出席楊宗緯“聲聲聲聲”VOCAL巡唱PLUS-北京站演唱會。6月8日，擔任女主角的單人音樂劇《周日戀曲》在上海美琪大戲院首演。同日，同《愛情公寓》主創做客《奔跑吧第二季》，與鄧超、陳赫組成“紫薯隊”。6月17日，同電影《愛情公寓》劇組出席2018微博電影之夜。6月27日，主演的《周日戀曲》廣州站在廣州大劇院開演。7月8日，出席KPL春季賽總決賽，帶領愛情公寓隊取得了明星表演賽的勝利。7月11日，獨挑大梁的《周日戀曲》北京站在北京天橋藝術中心開演。12日，專輯首波主打《非類》正式上線。25日，演唱的電影《愛情公寓》主題曲《最好的朋友在身邊》MV上線。26日，推出個人專輯中的第二波主打單曲《好想他》。8月2日，正式推出個人首張同名專輯 《LOURA》。8月10日，主演的愛情喜劇電影《愛情公寓》全國公映。9月26日，個人微綜藝《婁藝瀟遇見音樂劇》正式起航播出。隨后，與朱梓驍領銜主演了勵志電視劇《我愛北京天安門》，飾演仗義豪爽的北京姑娘李颯颯。
2019年11月8日，全新單曲《管他呢》上線。
2020年1月12日，主演都市喜劇《愛情公寓5》在愛奇藝播出，婁藝瀟在劇中依舊飾演胡一菲，并演唱主題曲《離別時刻》。
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