2006年，学生时期的佟丽娅便因出演情感剧《新不了情》而踏入影视领域。2008年，佟丽娅因在古装剧《母仪天下》中饰演赵飞燕而崭露头角。2011年因出演热播剧《宫锁心玉》走红网络。曾在2013年度亚洲偶像盛典凭借《唐山大地震》、《断奶》等，获得了年度“最具实力女演员”大奖。2013年，佟丽娅在福布斯中国名人榜上排名第79名，担任第四届中国大学生电视节形象大使。2013年参与拍摄电影版《北京爱情故事》。2014年1月与陈思诚在大溪地举行婚礼。2014年福布斯中国名人榜佟丽娅位列43名。7月30日，佟丽娅正式成为飘柔品牌新一任代言人。8月27日，在第13届华鼎中国百强电视剧发布盛典中荣获最佳女演员奖。2015年12月，陈思成透露佟丽娅预产期在12月31日左右。12月31日，主演电影《唐人街探案》将于全国公映。