1976年冬，在成都峨眉電影制片廠的影片《奴隸的女兒》擔任主角。
1978年，主演電影《苦惱人的笑》，并受邀參加戛納電影節的展映。獲得了中國電影華表獎優秀影片獎、青年優秀創作獎，潘虹由此成名。
1979年，主演由瀟湘電影制片廠攝制的《透過云層的霞光》，是導演歐陽山尊在十年動亂之后拍攝的第一部故事影片。
1980年，《漩渦里的歌》是峨影廠攝制的一部以音樂為題材的影片，潘虹第一次在影片中飾演一位思想開放的現代女性形象。
1981年，《杜十娘》是潘虹演藝生涯中的一個轉折。影片中潘虹飾演的是一位雖淪落風塵，卻出淤泥而不染的青樓女子。影片被送往亞洲國際電影節參展，同時，潘虹也憑借杜十娘奪得了第四屆小百花獎最佳女主角獎和第六屆大眾電影百花獎最佳女主角提名的殊榮。
1982年，主演影片《人到中年》，飾演女主角陸文婷。這是一部展示出中國20世紀80年代知識分子的生存狀態，具有強烈現實意義的影片。
1983年，《人到中年》被作為“中國電影新作”在日本東京展映。潘虹也憑借陸文婷的角色，獲得第三屆金雞獎最佳女主角獎和第六屆百花獎最佳女主角提名。同年，主演根據文學家巴金從1944年開始創作的長篇小說而改編的影片《寒夜》。潘虹飾演的女主人公“曾樹生”，是一個很有時代感的“花瓶”。她是那種既忍辱負重，卻又找不到出路的另一種悲劇女性。獲得了華表獎優秀影片和第九屆香港國際電影節優秀影片榮譽證書，以及第三十八屆戛納電影節優秀影片榮譽證書，并成為中國第一次成功入圍參賽戛納電影節的影片。
1984年末，應香港導演李翰祥之邀，接拍由他執導的電影《火龍》，飾演溥儀特赦出獄后與之再婚的妻子李淑賢。此片獲1986年香港電影金像獎最佳電影、最佳導演、最佳男/女主角、最佳女配角、最佳編劇的六項提名殊榮。
1985年，主演陳家林執導的《末代皇后》，飾演時間跨越度從民國十一年到三十幾年的皇后婉容。影片于1988年在敘利亞大馬士革國際電影節上映，潘虹又再次奪得了最佳女主角殊榮
1986年，主演電影劇作家張弦根據作家陸文夫的中長篇小說《井》改編，由李亞林執導的電影《井》。飾演女主角徐麗莎，故事中她已不是接受過現代科學文化洗禮的女子，而是舊式的柔弱女性。她有舊女性的軟弱，又有“五四”以來女性的覺醒，是一個矛盾復合體。
1987年5月，影片《井》被送到戛納電影節公映，公映六場。獲得意大利第十九屆陶米爾納國際電影節最佳影片二等獎，同時她也憑借徐麗莎奪得了最佳女演員獎。
1988年秋天，主演謝晉執導的電影《最后的貴族》，同年，潘虹還成為了美國《時代周刊》的封面人物。照片是由一位美國記者在《最后的貴族》拍片現場拍攝的。改革開放以來，中國人中第一位成為《時代周刊》雜志封面人物的是鄧小平，第二位就是潘虹。
1990年，潘虹主演的《獨身女人》上映。影片中，她飾演的歐陽若云是90年代經濟潮中女強人，渴望愛情，對男性持極端審慎的態度。
1992年，主演中國第一部以股市為題材的影片《股瘋》，也是大陸和香港聯合拍攝的第一部以“股票”為題材的影片。影片用輕喜劇的形式充滿善意地描繪了1990年代全民炒股的瘋狂熱潮。通過對股票市場的漲落起伏和人們生活的戲劇變化，從側面流露出中國民眾對于經濟觀念的轉化。憑借此片潘虹奪得了第十四屆中國電影金雞獎、第十七屆大眾電影百花獎、首屆中國電影華表獎、第五屆中國電影表演藝術學會金鳳凰獎、首屆長春電影節金鹿獎 、首屆上海影評人獎等多個電影節的最佳女主角獎。
2001年，上海電影制片廠和上海嘉禾影視娛樂管理咨詢有限公司合作拍攝《股瘋》的續集《股啊股》。影片以喜劇手法，通過描述小人物的情感生活，再現股市眾生相。潘虹在這部片子里飾演在股市中賣盒飯起家的女大戶阿莉這個角色，在多年股市風雨的磨煉中，她已成為一個在股市上呼風喚雨的“大姐大”。
2003年，在電視劇《無鹽女》中，潘虹飾演一位悲劇母親，在兒子很小的時候就被丈夫拋棄
2016年2月，潘虹與Angelababy、阮經天等人合作主演的愛情懸疑電影《謀殺似水年華》上映；8月，出演都市勵志偶像劇《美味奇緣》。
2017年，特別出演了范冰冰、高云翔等人主演的古裝歷史傳奇劇《贏天下》。11月，出演抗戰電影《北斗之島城風云》? 。
2020年9月28日，主演由徐輔軍執導的電視劇《無法戀愛的理智派》舉行開機儀式。
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