2004年，還在讀大二的白百何出演了自己的處女作《與青春有關的日子》，並在演員陣容中認識了陳羽凡。白百何在這部電視劇中飾演“Jojo”壹角，這是白百何出道後的第壹部電視劇，也為白百何的婚姻添磚加瓦。
2006年主演都市情感偶像劇《幸福在哪裏》，飾演甘露壹角。同年冬，白百何和22歲的陳羽凡步入婚姻殿堂。
2008年，在白百何產後恢復之際，白百何應趙寶剛之邀出演青春勵誌劇《誰在掌管我的青春》，其中白百何飾演“雷蕾”壹角，再次回歸熒屏演唱歌曲《我不是壹朵散漫的花》。
2009年底，由白百何和同門師兄朱雨辰合拍的反映社會現實的家庭電視劇《說謊的情人》於2009年10月20日在吉林長春完結，並於2012在江西衛視獨家首播。劇中白百何變身有創傷又有些隱忍的少女，飾演董楠壹角。(備註:此劇是白百何產後復出後的第壹位女主角)。
2010主演都市家庭電視劇《家的N次方》，飾演趙文壹角。
2011主演趙天宇導演的都市愛情電影《地心引力》，飾演女安檢員史曉琳。
2011與文章搭檔主演中國首部“治愈”愛情電影《失戀33天》，白百何飾演黃小仙。影片票房四天成功突破億元大關，首周票房達654.38+0.89億，奪得當周票房冠軍。該片在國內票房僅投入890萬，卻突破3.5億。憑借該片，白百何入圍金馬獎和華表獎最佳女主角，並獲得第31屆熱門電影百花獎最佳女主角獎。
2012年，再次與滕華濤導演合作，主演都市職場情感電視劇《浮沈》(註:改編自崔漫莉原著小說《浮沈》)，白百何飾演“李嶠”。同年，她相繼出演《整容日記》、《分手契約》等電影女主角，這也意味著白百何開始從電視劇轉向電影領域。2012主演由劉家成導演執導的當代都市情感劇《離婚前的規則》，白百何飾演蔣欣瑤。同年，白百何也成為瑞士時尚腕表Titus的代言人。
2013年在小成本電影《毀約》中飾演女主角何，中國內地票房190萬。同年，白百何在小成本電影《被偷走的五年》中飾演女主角何曼，中國內地票房突破654.38+0.5億；電影在香港賺了18萬票房；這部電影在臺灣省獲得了超過8800萬新臺幣的票房。同時，白百何還憑借《被偷走的五年》入圍第16屆上海國際電影節最佳女主角。同年，她在馮小剛導演的電影《私人定制》中飾演“小白”。憑借該片，白百何入選12華鼎獎最佳女主角，同時該片在國內票房突破7億，成為2013賀歲檔票房冠軍。2013年登上19時尚雜誌封面，白百何成為該雜誌年度封面人物。
2014年，白百何主演了中國第壹部喜劇電影《整容日記》，白百何飾演的著名大學畢業生郭靖因為長相問題在愛情事業上受挫，走上了自我救贖的整容之路。2月23日，白百何受邀見Dolce &；Gabbana秀3月，拍攝並主演青春勵誌劇《成長》。5月29日，白百何亮相，法國開雲集團珠寶品牌Qeelin在南京華美基德廣場呈現了其在中國的首次高端珠寶展覽。7月3日，由安樂影業出品，白百何主演的3D奇幻電影《怪物獵人》正式宣布2015暑期檔於15年7月6日上映。影片中，白百何擺脫了以往作品中清新的“小妞”形象，首次挑戰古裝，飾演壹個不凡的捕妖師角色。165438+10月，白百何主演的愛情電影《新娘日記》，又名《戀愛中的城市》，由關監制。9月25日，白百何作為法國品牌CARVEN受邀嘉賓中唯壹的中國女演員，以品牌密友的身份出現在巴黎時裝周秀場的前排。卡文還特意為白百何舉辦了歡迎晚宴，這是卡文第壹次專門為中國女星舉辦宴會。9月30日，白百何亮相巴黎時裝周羅傑·維維亞2015春夏系列預展。65438+2月，勵誌電影《滾蛋吧！由閆涵執導，白百何主演。由同名暢銷網絡漫畫改編的電影《腫瘤君》，主要講述了白百何飾演的29歲樂觀漫畫家熊頓，因癌癥而處於人生最艱難的時刻，卻也微笑面對命運的故事。該片定於2015年8月3日全國上映。
2015由白百何、主演的青春勵誌情感劇《成長》於65438年10月29日在東方衛視、天津衛視首播，飾演“新手實習生”葉。2013年底成功上映並進入後期制作階段的《怪物獵人》，原定於2015春節檔上映。由於原著主人公柯某事件的影響，白百何不僅自動為老板移動檔期，還零片酬演出。4月初，白百何特別出演了周迅監制的都市愛情電影《與安東尼共度良宵》，4月底與陳坤合演了楊慶執導的重慶方言喜劇電影《火鍋英雄》。4月23日，白百何亮相第五屆北京國際電影節閉幕式。同年7、8月，白百何主演了《怪物獵人》、《滾蛋》三部不同題材的電影！《腫瘤君》和《戀愛中的城市》的相繼上映，讓白百何成為中國電影史上第壹個推出單人主演電影包的女演員。
2015年7月6日，白百何主演的《怪物獵人》上映。上映首日中國票房654.38+730億元，打破中國電影首日及單日最高票房紀錄。上映第三天，《怪物獵人》以6543.8+830億元的票房刷新了中國電影單日票房紀錄，中國上映首周達到。7月22日，白百何主演的電影《滾蛋吧！主演白百何。腫瘤君主題曲《為中二女生種花》MV首播。7月24日，白百何出席《捉妖記》開機八天慶典，宣布將繼續出演《捉妖記》續集。7月26日零點，《怪物獵人》以654.38+0.276億的累計票房打破了兩年前創下的654.38+0.267億的紀錄。8月4日，白百何、井柏然首次演唱《捉妖記》插曲《明天妳會在哪裏》。8月9日零點，由白百何主演的《捉妖記》在中國內地票房達到20.04億，這也是國產電影首次突破20億。9月4日，白百何主演的《滾蛋！《腫瘤君》在中國大陸票房突破5億元，影片代表中國入圍第88屆奧斯卡最佳外語片。9月11日，《捉妖記》內地票房2428.59萬元，破200多項紀錄，成功打破《速度與激情7》票房紀錄，《捉妖記》觀影人數65425600人，也打破內地6245萬人觀影紀錄。9月16日，《怪物獵人》正式收官，國內總票房近24.4億。9月25日，白百何攜作品赴美參加由美國電影協會和國家新聞出版廣電總局聯合主辦的“2015中國電影周”，白百何主演的《怪物獵人》、《滾蛋！《腫瘤君》入選五部中國電影年度代表作，後者作為開幕片放映。16年10月6日，白百何受香奈兒官方邀請，出席2016春夏巴黎時裝周。65438年10月30日，白百何和張震為美國休閑時尚品牌Gap代言拍攝的廣告《讓我們壹起Gap》曝光。165438+10月23日白百何出席電影《火鍋英雄》4月23日上映發布會2016。12 15日，白百何出席電影發布會，為經典動畫電影《功夫熊貓3》中國版中的“母老虎”配音。6月365438+2月31日，白百何以2015年30.64億元的票房成績成功登頂中國年度票房榜，這也是中國電影史上第壹位登上年度票房榜的女明星。
2065438+2006年初，白百何擔任常駐隊長的首檔綜藝節目《王牌對王牌》定於65438+10月29日每周五晚20: 20在浙江衛視播出。4月1日，主演電影《火鍋英雄》上映。同年主演電影《捉妖記2》。