2005年，担任吴克群演唱歌曲《泛泛之辈》的MV女主角，从而正式进入演艺圈；同年，担任郭顶演唱歌曲《1985》的MV女主角。

2006年，参加湖南卫视选秀娱乐节目《超级女声》长沙唱区的比赛，获得长沙唱区冠军，并直接晋级全国总决赛10强；9月2日，推出首支个人单曲《NA NA》，收录于《2006超级女声长沙唱区x10强》合辑中；9月22日，在《超级女声》全国总决赛5进4中，以一票之差惜败艾梦萌而被淘汰，最终获得全国总决赛第五名。

2007年1月14日，获得“无线音乐盛典”无线音乐生力军金奖；同年，与阳蕾、罗彬、袁嘉乐、陈西贝合作主演青春偶像剧《那小子真帅》，在剧中饰演女二号郑希灿，这是她的首部电视剧作品；6月，担任湖南卫视选秀娱乐节目《快乐男声》全国总决赛5进4的帮唱嘉宾，并与陈楚生合唱歌曲《我真的受伤了》；9月20日，推出首张个人音乐专辑《厉娜》，收录了包括《广州爱情故事》、《小四的翠玉簪子》等在内的10首歌曲；11月10日，获得“第五届东南劲爆音乐榜颁奖典礼”内地最受欢迎女歌手奖；12月16日，获得“香港TVB8金曲金榜颁奖典礼”最佳新人奖。

2008年4月26日，出版个人首本图文成长集《娜小妞》；5月26日，获得“第五届劲歌王颁奖典礼”最有前途新人奖；11月20日，其主演的爱情喜剧电影《桃花运》上映，在片中饰演章迎的女友。

2009年7月，推出个人翻唱单曲《万泉河水清又清》， 收录于《红星闪闪》合辑中；同年，与刘科、那威合作主演爱情喜剧电影《欠债还情》，在片中饰演本性单纯善良的女主角刘思思，这也是她首次担任电影女主角。

2010年2月，推出个人单曲《忘》；随后，与孙俪、郑中基、梁咏琪合作主演爱情喜剧电影《越光宝盒》，在片中饰演刘夫人；同年，获得“时尚星达人一周年庆典”年度最个性女艺人奖。

2011年，与恬妞、李立群、程皓枫合作主演都市情感剧《因为爱了别说痛》，在剧中饰演冉冰；同年，与张远、许飞、李霄云、李行亮合作主演红色情感纪实剧《青春作伴》 ，在第9集“比翼云霄”中饰革命烈士赵云霄，与闫罡饰演一对夫妻。

2012年，与蓝盈莹、王唯、孙亦沐合作主演抗日战争剧《猎杀》，在剧中饰演日本军官加藤优子；同年，与张峻宁合作主演微电影《遇到另一种生活》，在片中饰演女主角小娜，并为该片演唱主题曲《Try》。

2013年3月，与乔任梁合作主演微电影《乐潮》，在片中饰演女主角冷雨妍；之后，与王唯、孙亦沐、郑心潼合作主演抗战剧《刺刀英雄》，在剧中饰演忠诚善良的知心大姐王玉兰；同年，与，周知、刘恩佑、梁爱琪合作主演抗日战争剧《尖锋》，在剧中饰演青龙帮分舵堂主的女儿黑大姐。

2014年，与思漩、张靖宜、戚九洲、纪焕博合作主演青春爱情网络剧《初恋女友俱乐部》，在剧中饰演游戏宅女波波；11月，受邀出席“PLITZS中国时装周年度时尚颁奖典礼”，并获得年度时尚明星大奖。

2015年，与王柯达、胡可合作主演都市爱情网络剧《小野兽花店》，在剧中饰演机智的花店女员工小园，并为该剧演唱主题曲《孤独恋人》。

2016年6月28日，其主演的青春爱情电影《不可抗力之男仆的秘密》在网络上映；同年，参加江苏卫视明星公益服务节目《我们在一起》的录制。

2017年1月4日，推出个人单曲《当你想念》，并作为电视剧《最美不过初相见》的插曲；2月22日，推出个人单曲《可疑》 ；8月24日，推出首张个人EP专辑《My Way》，其中同名主打歌《My Way》是她首次尝试Trap Funk曲风。

2018年3月1日，由冯铭潮、赵多娜、陈美行领衔主演的青春励志喜剧电影《翻滚吧姐妹》上映，厉娜在片中饰演心高气傲却经常被观众骂没有诚意的导演介岚；7月5日，为电视剧《毛丫丫被婚记》演唱的插曲《感冒》正式上线；10月10日，与张雅玫、陈子由、华千涵联合主演的都市话题剧《人间规则》播出，在剧中饰演有着超强表演能力的《高，实在是高》节目主持人乔安娜；12月29日，推出个人单曲《SAYONARA》 。

2019年5月9日，推出个人单曲《加勒比海的樱花树》；10月18日，推出与姚烨合作的单曲《Na Na Na》；11月7日，推出第2张个人音乐EP《时间棱镜》，收录了包括《加勒比海的樱花树》、《Na Na Na》等在内的3首歌曲。