2006年7月，袁志博主演吴天明任导演的《南阳有情天》中的女主角。

2007年3月2日数字电影《等郎妹》在广东梅州大埔县开机，该片导演郑华和主演袁志博到场为影片做宣传。

2008年4月22日袁志博出席第15届大学生电影节颁奖礼并获得“最佳电视电影女演员奖”。同年9月参与拍摄电视剧《大爱无声》，在剧中饰演聋哑人邱小满。也因此又学习了一门语言——手语。10月参演的电视剧《潮起两江》在重庆正式开机，袁志博饰演该剧女一号军工厂厂长的女儿“俞丽敏”。

2009年参演的青春励志剧《毕业生》登陆中央电视台八套青春剧场，在剧中扮演女主。同年5月在《经纬天地》中袁志博饰演的豆腐坊的老板娘是从少女一直装扮到老年。9月主演电视剧《同龄人》，在片中饰演一位“军医”汪小丽。

2011年2月与尤勇参演刘庆龙导演执导的电视剧《公安厅长》，袁志博饰演一位干练大气的公安局长。3月由主演女导演苗月执导的《羌笛悠悠》。4月袁志博、张懿曼领衔主演的舞台话剧《单身男女》开始排练，剧中袁志博是珠宝销售经理。

2012年由桑叶红、袁志博、贺丹丹等人领衔主演的30集知青题材剧《我的太阳》在江苏跨年拍摄，袁志博出演陈风一角。同年4月18日电影《王家坝》在合肥举行了首映式，影片女一号周淑云的扮演者袁志博受邀出席了首映式并现场发言。

2013年由当袁志博、陶宇佳、孟醒等人携手打造的谍战悬疑戏《刺蝶》，袁志博剧中角色真实身份是一个日本特工。7月参演的电视剧《出生入死》在北京卫视黄金时段播出，袁志博饰演的女一号被赞“小张曼玉”。参演电视剧《剿匪英雄》，袁志博剧中角色是一个英姿飒爽，聪明睿智，有勇有谋的女匪。在这个角色身上既有土匪头子的霸气和冷酷，又有一个妙龄女子的温柔和多情。

2014年参演导演马鲁剑执导的民国题材剧《浴血重生》，饰演美姑一角。

2015年参演大型史诗剧《亲亲中国爹娘》，饰演女主角黄凤娇。同年，出演由郑晓龙导演指导的电视剧《芈月传》饰演南后郑袖。

2016年参演的电视剧《信者无敌》播出，袁志博饰演反一号夏儿。同年，参演反腐题材电视连续剧《大路朝东》，袁志博饰演范玉婷一角。

2017年参演欧阳奋强导演执导的喜剧《棒棒的幸福生活》，饰演女主角杨璐佳。

2019年11月14日，与李大强、王季明珠等主演的电影《直到黎明》在浙江横店影视城开机。

2019年电视剧《从结婚开始恋爱》饰演杨宜，导演徐驰

2020年电视剧《一步千年》饰演哈雪妞，导演王连平

2021年电影《战役时期的爱情》饰演江月，导演陈静。

2020年马会雷担任导演的电影《翦伯赞》中饰演戴淑婉。

2020年马鲁剑担任导演的电影《背影》中饰演贺母。

2022年2月28日上午，袁志博参演的电视剧《能有多大事》在福建厦门开机。