2002年，在洪剑涛、范明主演的军旅喜剧《炊事班的故事》中饰演护士。2003年，主演话剧《安妮日记》，饰演女主角安妮。

2007年，在傅东育执导，刘欣、李梦男主演的《户口》中饰演田甜。随后再次出演傅东育执导的青春励志喜剧《网球王子》和《网球王子2》，在剧中饰演记者小朋一角。还参演了黄维德、伊能静主演的古装剧《少年讼师纪晓岚》。

2008年，与王宝强、张国强共同主演花箐执导的军旅题材剧《我的兄弟叫顺溜》，在剧中饰演顺溜的女友荷花，为观众所熟知。

2009年，在云南拍摄民族题材剧《金凤花开》，饰演文工队队长梁小玉。之后与周传一主演卫晓茼执导的电影《道歉》，在片中饰演乡村女教师夏静。同年荣获“09年度星锐榜最佳新人奖”，全军小品比赛表演一等奖，“群星奖”表演一等奖。

2010年，与谢君豪、潘虹主演中国内地首部医疗职业剧《医者仁心》饰罗雪樱，该剧获得中国电视剧飞天奖长篇电视剧一等奖。之后与陈小春、孙菲菲联袂出演古装神幻剧《碧波仙子》，在剧中饰演温婉女子“赵秀”。随后又在李幼斌、萨日娜主演的抗日传奇大剧《中国地》中饰演慧儿。在讲述大学生村官建设家乡的数字电影《小丫头子》中饰从换军。

2011年，参演了杨真执导，崔砚君创作的农村轻喜剧《美丽乡村浪漫事》。在郑晓龙执导的古装清宫斗争剧《后宫甄嬛传》中饰演流朱 ，凭借这一角色获得全剧最忠诚奖。同年，与田亮主演爱情电影《海岛之恋》，在片中饰演女画家田橙橙。随后与孙淳、吴秀波主演历史剧《赵氏孤儿》饰演湘灵。

2012年，在罗晋、于震、苗圃主演的近代革命剧《枪侠》中饰演阿宝；同年，与高云翔、吕夏主演抗日传奇剧《刀影》。

2013年，与张钧涵主演网络穿越剧《唐朝好男人》饰侯爵夫人陈学颖；同年，在张译、李晨主演的都市轻喜剧《好男儿之情感护理》中饰演淳朴隐忍的平凡女子张海燕。

2014年，与张一山联合出演抗日题材电视剧《杀寇决》；同年，领衔主演杜军执导的怀旧温情剧《爱你一生》；同年，在张伟克执导的都市情感剧《我是你的百搭》中饰演勇敢坚强、追求幸福的都市女性赖雅文。

2015年，领衔主演年代悬疑剧《秘密的背后》，在剧中饰演生性善良单纯的姜一萍，也是姜记旗袍行老板唯一的女儿。

2016年，主演革命抗战剧《李三枪》，在剧中饰演直率勇敢、个性泼辣的王巧姑；4月，参演的民族题材剧《金凤花开》在云南大理拍摄，在剧中饰演爱说爱唱、敢爱敢恨的“小玉”；5月，参演革命历史题材剧《淬火成钢》（原名《三军大会师》），在剧中饰演善良孝顺，倔强勇敢的何月娥；9月，在孙文学执导的年代传奇剧《勇者胜》中中饰演历雪男。

2017年3月，主演的革命题材剧《觉醒者》在上海举行开机仪式，战菁一在剧中出演有知识有内涵的革命女性宾洁；9月，主演的红色主旋律剧《奔向延安》。