1994年，梅婷首次出演了電視劇《血色童心》里的少女楚楚，這部由葉大鷹導(dǎo)演的電視劇在當(dāng)年引起了極大轟動。《血色童心》之后不斷有片約送到部隊(duì)，但是一概被拒之門外。因?yàn)椴筷?duì)有紀(jì)律，現(xiàn)役軍人不許私自出外拍戲。
1996年，憑借主演的軍旅戰(zhàn)爭劇《血色童心》獲得第6屆北京影視春燕獎最佳女主角。
1997年，退學(xué)后跟張國榮合作電影《紅色戀人》，憑借該片獲得1998年第22屆開羅國際電影節(jié)最佳女演員獎及1999年第5屆中國電影華表獎優(yōu)秀女演員獎。
2001年，與馮遠(yuǎn)征主演反映家庭暴力的電視劇《不要和陌生人說話》，在劇中飾演飽受摧殘的妻子梅湘南，憑借該角色獲得第2屆中國電視藝術(shù)雙十佳十佳演員；同年，與趙文卓主演動作題材劇《霍元甲》飾暗戀霍元甲的俠義女青年農(nóng)靜秋。
2002年，領(lǐng)銜主演金韜執(zhí)導(dǎo)繼《長征》后“紅色三部曲”的第二部電視劇《激情年代》，憑借在劇中飾演的女青年白蕓被評為中央電視臺最受觀眾喜愛演員，同年，領(lǐng)銜主演都市愛情劇《綠蘿花》飾堅(jiān)強(qiáng)善良的伊蕊。
2003年，憑借主演的家庭倫理劇《讓愛重來》獲得第21屆中國電視金鷹獎觀眾喜愛女演員。
2005年，主演鄢頗執(zhí)導(dǎo)愛情電影《阿司匹林》，并首次擔(dān)任制片，最終憑借在片中飾演的娛樂記者文靜提名第25屆中國電影金雞獎最佳女主角。同年，領(lǐng)銜主演軍事懸疑劇《兵變1938》，在劇中飾演埋伏在日軍中的國民黨女間諜肖婭。同年，在張建棟、姜偉聯(lián)合執(zhí)導(dǎo)的都市情感劇《靠近你溫暖我》中飾演雜志社編輯方可舟。同年，出演依據(jù)閻真的長篇小說《滄浪之水》改編而成的電視劇《歲月》飾漂亮能干、八面玲瓏的許小曼。
2006年1月18日，領(lǐng)銜主演的家庭倫理劇《玻璃婚》播出，在劇中飾演醫(yī)生蔣小雯；11月13日，再次與導(dǎo)演鄢頗合作的都市情感劇《新結(jié)婚時代》于南京電視臺播出；同年，在都市倫理情感劇《你一定要幸福》中飾演十五歲的少女秦明真。
2007年，與陳寶國領(lǐng)銜主演懸疑諜戰(zhàn)劇《女人淚》飾年青美貌的女資本家趙青笠 ；同年，與姜武聯(lián)袂主演警察題材劇《警察故事之紅飄帶》，在劇中飾演派出所的普通片警楊越。
2008年10月13日，與王志文、佟大為共同主演的年代愛情劇《幸福還有多遠(yuǎn)》播出。
2010年4月，梅婷在歷史古裝劇《萬歷首輔張居正》中飾演李太后，這部劇拍攝于2006年，拖了四年才播出。5月10日，參演的都市情感劇《手機(jī)》在浙江衛(wèi)視、東方衛(wèi)視、北京衛(wèi)視、深圳衛(wèi)視播出，在劇中飾演嚴(yán)守一妻子于文娟。
2011年7月30日，與王志飛共同主演高希希執(zhí)導(dǎo)的諜戰(zhàn)電視劇《刀尖上行走》在浙江衛(wèi)視、天津衛(wèi)視、四川衛(wèi)視、云南衛(wèi)視黃金檔播出。
2012年，與郭濤主演家庭情感劇《父母愛情》，憑借在劇中飾演的資本家大小姐安杰提名第20屆上海電視節(jié)最佳女主角；同年，參演婁燁執(zhí)導(dǎo)劇情電影《推拿》，2015年憑借該片獲得第15屆華語電影傳媒大獎最佳女配角獎。
2014年，與宋寧、陳明昊合作主演改編自古希臘神話故事俄耳甫斯與歐律狄刻的生死之戀的《第二次別離》；同年，在金依萌自編自導(dǎo)的喜劇電影《一路驚喜》中飾演警察鐘偉的妻子張薇薇。
2015年12月23日，憑借《父母愛情》奪得第30屆中國電視劇飛天獎優(yōu)秀女演員獎，并提名第20屆上海電視節(jié)最佳女演員。同年，在愛情都市劇《惡老板》中飾演事業(yè)女狂人沙麗薇。
2016年4月，參加親子真人秀《媽媽是超人》；10月，加盟電視劇《瑯琊榜之風(fēng)起長林》，在劇中飾演手握權(quán)柄的荀皇后；12月，出演沈嚴(yán)執(zhí)導(dǎo)的都市情感劇《我的前半生》。
2017年1月，在中國電視劇導(dǎo)演工作委員會年度榜樣晚會中，憑借《父母愛情》獲最佳女主角；同年，參演錢人豪執(zhí)導(dǎo)的東方驚悚懸疑電影《京城81號2》；4月，與董子健一起錄制了《天天向上》；之后參加全明星生活綜藝秀《誰是你的菜》第三季第四期錄制；5月，投入到諜戰(zhàn)劇《面具》的拍攝中，工作之余從劇組趕回京參與了《春天讀詩之夜》節(jié)目的錄制，朗讀了女詩人余秀華的三首詩作。10月，確認(rèn)已出演電視劇《十八歲給我一個姑娘》，飾演田雨。
2019年6月，與王耀慶、于明加等合作主演的都市情感劇《愛是歡樂的源泉》播出；9月22日，與劉燁、馬伊琍合作主演的都市創(chuàng)業(yè)劇《在遠(yuǎn)方》播出。
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