2005年签约大国文化公司，从而正式进入演艺圈；同年发行EP单曲《Baby Baby》。 2006年发行单曲《美丽新世界》。
2007年参加江苏卫视真人秀节目《名师高徒》，获得全国总决赛亚军，并被孙楠收为徒弟[1]；同年发行个人首张EP《十八般舞功》，收录了包括《节日祝福》《主打星》在内的四首歌曲。
2010年与明道、彭于晏、郭采洁合作出演爱情片《近在咫尺的爱恋》，在片中饰演丁小玲；同年与郭碧婷、杨佑宁、李至正共同主演台湾首部宠物愈疗系电影《街角的小王子》，在片中饰演亮亮[2]。
2011年与陈柏霖、林依晨、李易峰共同出演爱情片《恋爱恐慌症》；同年与吴中天、李至正、张睿家合作出演爱情剧《发现生活新味》。
2012年签约北京普林赛斯文化传播有限责任公司。
2013年4月主演青春爱情片《致我们终将逝去的青春》，在片中饰演郑微[3][4]；7月主演战争剧《一个和八个》，在剧中饰演蛮妞[5]；9月凭借爱情片《致我们终将逝去的青春》获得第29届中国电影金鸡百花奖最佳女主角提名；11月凭借爱情片《致我们终将逝去的青春》获得第五届英国万像国际华语电影节最佳女主角奖；同年获得第8届华语青年影像论坛年度新锐女演员奖以及第5届澳洲国际华语电影节最佳女主角奖。
2014年7月在爱情喜剧片《闺蜜》中饰演小美元[4]；9月凭借爱情片《致我们终将逝去的青春》获得第32届大众电影百花奖最佳女主角提名；同年主演动作悬疑片《暴走神探》，在片中饰演宋小乔。
2015年1月在喜剧片《重返20岁》中饰演孟丽君，并为影片演唱了《微甜的回忆》《给我一个吻》等四首插曲；2月19日与陈坤、李冰冰共同出演的3D魔幻电影《钟馗伏魔：雪妖魔灵》在中国内陆上映，饰演钟灵；5月凭借喜剧片《重返20岁》获得第18届上海国际电影节电影频道传媒大奖最佳女演员奖；10月凭借爱情片《闺蜜》入围第15届华语电影传媒大奖最受瞩目女演员奖；12月18日与白客、陈柏霖共同主演的奇幻喜剧片《万万没想到：西游篇》上映，在片中饰演苏小美[6]；同年在惊悚题材的短片《第三只眼》中一人分饰两个角色[7]。 2016年主演的爱情片《天亮之前》，在片中饰演一位风尘女子；7月21日搭档郑恺主演了都市剧《好久不见》[8]；10月17日参演电视剧《欢喜密探》上线播出[9]；同年主演剧情电影《路过未来》[10]。
2017年3月搭档陈晓主演了年代谍战剧《红蔷薇》[11]；9月20日电视剧版《原来你还在这里》正式开机，饰演苏韵锦[12]。
2018年2月2日与赵又廷共同主演的爱情片《南极之恋》上映，在片中饰演荆如意[13]。
2020年参加湖南卫视《天天云时间》；[14]3月17日参演的电影《乌海》正式杀青。[15]主演的悬疑剧《摩天大楼》将在暑期档上映；[20]7月4日特别出演的女性励志轻喜剧《婚姻的两种猜想》举行开机仪式；[21]9月与吴中天参加《做家务的男人》第二季[24]；9月19日主演的电视剧《婚姻的两种猜想》杀青；[25]12月31日参加央视跨年晚会《启航2021——中央广播电视总台跨年盛典》；[28]12月31日《启航2021——中央广播电视总台跨年盛典》节目单公布，和胡夏等人合唱歌曲《那些人儿》。[29]
2021年5月13日，参演的《姐妹俱乐部》正式官宣。[32]同年，主演的电影《乌海》发布定档海报，宣布定档6月12日。[33]6月5日晚，参演的电影《乌海》宣布撤档。[34]7月，主演的电影《永安镇故事集》在戛纳电影节上映。[35]7月23日，主演的电影《我们的新生活》在中国大陆网络上映。[36]9月26日，杨子姗主演的电影《乌海》，宣布重新定档10月29日。[37]10月26日，杨子姗主演的《乘风踏浪》杀青。[38]12月30日，领衔主演的都市情感剧《赖猫的狮子倒影》在爱奇艺开播。[40]
2022年2月21日，主演的电视剧《婚姻的两种猜想》首播。[42]
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