2002年，涂黎曼与同学一同到《肥猫寻亲记》剧组面试，而她则顺利通过复试，得到出演都市喜剧《肥猫寻亲记》里向晴一角的机会，并由此开始了演艺生涯。

2003年，参加北京电视台《欢乐总动员》栏目组举办的“鲜橙多少女选拔赛”，最终从众多的报名者中脱颖而出，晋级三强，并与马雯杰、苏丹共同组成“靓丽多组合”同年，出演警匪片《极度危机》，在剧中饰演一个模特。

2004年，涂黎曼凭着在毕业作品《家》中的出色表演，被上海儿童艺术剧院看中，成为了一名话剧演员。

2005年，接拍古装神话剧《魔界之龙珠》中的凤凰一角。2006年，与马苏合作主演古装历史剧《吴越钱王》，在剧中饰演奇女子含月。随后，又出演了古装喜剧《天下第一媒婆》中温柔可人的田蜜儿。

2007年，主演反腐题材剧《红罂粟2》，饰演热情的女警察赵小悦。5月，主演古装武侠剧《君子好逑》，饰演与女主水冰心情同姐妹的韦环。同年，晋级“红楼梦中人”深港澳地区选秀，成为“晴雯”的候选人。

2008年，涂黎曼放弃“红楼梦中人”选秀比赛，转而接拍民国爱情剧《女人花》，饰演为爱执着、误入歧途的汪家三妹巧菊。同年2月，与安以轩合作主演民国剧《芸娘》，在剧中饰演刁蛮任性、富有心计的千金古玥玥。

2009年，主演年代励志剧《女人的战争》，饰演有着显赫的家世女子魏婉莹，并与胡静为爱展开一场“夺夫”之战。同年，与钟汉良合作主演动作片《火线追凶之死亡地带》。

2010年，与刘钧合作主演谍战剧《血色迷局》，饰演潜伏于共产党内部的曼丽大佐。同年7月，出演都市励志偶像剧《杜拉拉升职记》，与王珞丹饰演一对闺蜜。随后，又在历史战争剧《国歌》中出演聂耳的初恋情人顾惜音。

2011年2月，与秋瓷炫合作主演的情感伦理剧《回家的诱惑》播出，她在剧中饰演为爱痴狂、不择手段的复仇女高珊珊。3月，出演民国偶像剧《新京城四少》，饰演出身官宦之家的千金大小姐德锦云，与周杰上演一段对手戏。6月，出演军旅偶像剧《新四军女兵》，在剧中饰演玲珑秀美、善良温婉的向家小妹向瑞星。

2012年3月，主演古代宫廷传奇剧《太平公主秘史》，饰演中年时期的上官婉儿。4月，主演谍战剧《最后一枪》，饰演狠毒的国民党特务蓝妮。5月，与陈浩民合作主演古装爱情剧《薛平贵与王宝钏》，饰演薛平贵的妹妹薛琪。7月，出演古装神话剧《活佛济公第三部》，在《饿狼传说》单元饰演阿狼的恋人宋婉仪。同年12月，出演古装剧《隋唐英雄》，在剧中与张睿饰演一对欢喜冤家。

2013年1月，出演抗战剧《五台山抗日传奇》，饰演深情的女兵古兰。3月，加盟都市情感剧《百万新娘之爱无悔》，在剧中饰演外表清新美丽脱俗，内心阴险的腹黑女王慧仪。7月，出演都市剧《生死相依》，饰演敢爱敢恨、乐观向上的罗依静一角。同年，主演年代传奇剧《滚滚红尘》，与秦岚饰演的顾海棠上演了一番“智斗”戏码。

2014年，与范冰冰合作主演古装宫廷剧《武媚娘传奇》，在剧中饰演温婉大气、心思缜密的刘司药。2015年，出演古装魔幻神话剧《封神英雄榜2》，饰演英姿飒爽、文武双全的女将军邓婵玉；随后，出演迅雷看看自制网剧《终极教师》，挑战表明霸气冷艳实则仗义公正的麻辣校长陆朝歌。

2016年，出演爱情喜剧励志电影《恋爱教父之三个“坏”家伙》，化身为田源的性感火辣女秘书。9月，与应昊茗、王楚、李璐兵等联袂主演网络电影《大明锦衣卫》，片中涂黎曼饰演智谋过人的明朝公主元敏。同年，领衔主演年代剧《军歌》，饰演了驻外女大使丁雪松，担当该剧女一号。