2002年春節期間，還在浙江傳媒學院就讀的朱丹便參與拍攝了浙江衛視旅游版專題片《南絲路行記》；同年，她作為實習生進入浙江衛視工作，并主持了《氣象萬千》欄目一年。
2003年，朱丹從浙江傳媒學院播音與主持藝術專業畢業并正式進入浙江衛視擔任主持人工作；同年，她還擔任了浙江衛視七一晚會的主持人。
2004年，朱丹開始主持《新聞晚報》和《人生AB劇》的《戲里戲外》版塊；同年，她還擔任了《娛樂財富》欄目的主持人。
2006年，朱丹開始擔任綜藝脫口秀節目《太可樂了》的主持人；隨后，她還以浙江電視臺新春使者的身份參加了中央電視臺春節聯歡晚會。
2007年，朱丹開始與華少搭檔主持歌唱爭霸節目《我愛記歌詞》；同年，她還主持了社會類欄目《公民行動》。
2008年，朱丹開始主持廣播節目《朱丹非常態》；同年，她還與華少、左巖、沈濤共同主持了歌唱慈善互動欄目《娛樂星空》第一季之《愛唱才會贏》。
2009年，朱丹開始與陳志朋、閆肅合作主持歌舞類綜藝節目《越跳越美麗》；以及擔任《百事群音》欄目的主持人；隨后，她又與華少，沈濤，左巖共同主持了浙江衛視改版一周年慶典，并與華少一起主持了浙江衛視中國藍臺歌發布會；同年，朱丹還出演了個人的首部電視劇作品，她在與陳坤、李小冉、羅海瓊合作出演的年代愛情劇《故夢》中飾演了姚芷英；12月，她還與華少、左巖等共同主持了浙江衛視跨年晚會《開心大典》；此外，朱丹還發行了首支個人單曲 《你是我的巧克力》。
2010年，朱丹先是發行了個人單曲《想起》，歌曲MV則在《我愛記歌詞》節目中首發；之后，她除了與張赫、楊謹華、吳健等人聯袂主演了浙江衛視自制的職場情感劇《愛上女主播》，并在劇中飾演了溫柔大度的女主角徐丹萍；她還與華少搭檔主持了音樂選秀類節目《非同凡響》和浙江傳媒學院與浙江廣播電視集團聯合舉辦的《我愛記歌詞》特別節目《傳媒同學會》；同年，因中央電視臺綜藝頻道改版，朱丹被選為了《綜藝星天地》欄目的主持人；此外，朱丹還與戴軍搭檔主持了浙江衛視的情感類欄目《婚姻保衛戰》。
2011年，朱丹開始擔任平民圓夢真人秀節目《快樂藍天下·中國夢想秀》和中央電視臺綜藝頻道《天天樂》節目的主持人；之后，朱丹宣布正式離開《我愛記歌詞》欄目；同年，她還主持了中國藍夢想盛典精彩跨年晚會。
2012年，朱丹開始主持浙江衛視的夢想欄目劇《夢想新生活》和愛奇藝的真人秀訪談節目《青春那些事兒》；之后，她除了與華少搭檔主持了音樂勵志選秀節目《中國好聲音》外；還擔任了安徽衛視推出的全民才藝競技節目《勢不可擋》的主持人；同年，朱丹還與金鎮佑、丹尼斯吳、秦沛合作主演了愛情勵志劇《女人三十朱冬花》，并在劇中飾演了大大咧咧的女主角朱冬花；此外，她還簽約湖南衛視并與邱啟明搭檔主持了《女人如歌》欄目；以及，與黃齡共同出演了舞臺劇《女人一定要有錢》；與王學兵搭檔出演了微電影《石頭剪刀布》。
2013年，朱丹先是與張涵予、王珞丹、李呈媛聯袂出演了都市愛情電影《我愛的是你愛我》；之后，她開始主持貴州衛視的《非常訪談》欄目；同年，朱丹還擔任了湖南衛視《中國最強音》和《我的中國夢》兩檔節目的主持人；此外，她還與Nichkhun、徐璐、蔣勁夫合作出演了校園青春劇《一又二分之一的夏天》；與高以翔、尹航、王陽明共同主演了時尚網絡劇《錢多多煉愛記》。
2014年，朱丹與何晟銘、孫堅、魏千翔聯袂主演了都市醫療劇《愛的婦產科》，并在劇中飾演了堅強獨立且醫術高超的女主角葉紫；4月，她開始與魏巍搭檔主持湖南衛視升級后的全明星游戲闖關節目《親愛的加油》；隨后，朱丹又在與周一圍、張鐸、黃小蕾合作主演的職場情感劇《金牌律師》中飾演了能言善辯的女主角朱言；以及，在與劉詩詩、張震、周一圍聯袂出演了古裝動作懸疑片《繡春刀》中飾演了魏忠賢義女、身手不凡的女劍客魏廷；此外，她還與連凱、熊乃瑾、馬元共同出演了公路劇情片《前任告急》；并在與王志文、陳好、劉恩佑合作主演的現代都市輕喜劇《待嫁老爸》中飾演了言語犀利、時尚美麗卻又略帶強勢的現代80后女性蘇簡
2015年，朱丹相繼參加了江蘇衛視推出的超體PK真人秀節目《超級戰隊》和明星美食競技真人秀節目《星廚駕到》第二季；與此同時，她還繼續主演了《愛的婦產科2》；隨后，其與李光潔、岳紅、繆婷茹聯袂主演了現代都市劇《八九不離十》；11月，她參加了江蘇衛視明星變臉紀實真人秀《原來是你》，并在節目為從沒穿過婚紗的媽媽披上了漂亮的婚紗，并喬裝變身為一位廣場舞大媽；年底，朱丹回歸主持人身份，并開始主持江蘇衛視減肥勵志真人秀節目《減出我人生》；此外，她還與趙普、謝楠共同擔任了亞洲影響力東方盛典的現場主持人。
2016年，朱丹先是加盟了山東衛視的明星實景真人秀《明星降臨》；8月12日，其與杜雨露搭檔主演的溫情浪漫電影《爸爸的木房子》上映，她在片中則飾演了在與父親爭執后只身赴美的陳凝；同年，她還與王耀慶、于明加、梅婷等人聯袂主演了現代都市愛情劇《愛是歡樂的源泉》，并在劇中飾演了率性灑脫，敢愛敢恨的女教師江卉。
2017年，朱丹擔任了中央電視臺綜合頻道勵志真人秀節目《出彩中國人第三季》的評委；同年，她還擔任了全球首檔明星修心體驗紀實節目《心路》的體驗觀察員。
2018年10月，朱丹創作的文化旅游紀錄片《丹行線》在中央電視臺播出。2019年伊始，朱丹便作為鑒賞團成員參加了中央電視臺綜合頻道文化音樂節目《經典詠流傳第二季》；同年，她還擔任了金鷹卡通頻道親子國學承節目《龍的傳人第三季》的國學游樂園園長。
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