2003年，出演青春偶像剧《
红苹果乐园》，正式开始演艺生涯，剧中她饰演漂亮、优雅高傲的玲达。2004年，在周星驰为《
功夫》选女主角时，黄圣依在数千人中脱颖而出，签约周星驰旗下星辉公司，出演《功夫》中“哑女”一角，并主唱《功夫》的主题曲《只要为你活一天》。
2005年，凭借电影《功夫》获得第24届香港电影金像奖，第28届大众电影百花奖最佳新人奖提名。同年，好莱坞监制斯蒂芬・西格尔邀请黄圣依担任电影《
猛龙》的女主角，该片被中国国家博物馆确定永久收藏。
2006年，发行EP《爱的纹身》，由陈少琪、金培达等音乐人担任筹备制作；同年推出首支个人单曲《不许惹我生气》。
2007年，主演民间神话古装剧《
天仙配》，饰演聪明伶俐、美丽善良的七仙女，该剧播出后平均收视率为4.33，单集最高收视率为6.73，并成为中央电视台电视剧频道的年度收视冠军；同年主演根据金庸同名小说改编的武侠剧《
碧血剑》，饰演蛮任性可爱的温青青。
2008年1月，主演电视剧《
广府太极传奇》，饰演力克重重险阻开办女子拳馆的杨玉英；2月，在央视春晚舞台上献唱专辑主打歌《
天天向上》；2月，主演央视独播剧《
日月凌空》，她在剧中扮演谢瑶环，与刘晓庆饰演的武则天有不少对手；7月28日，发行首张个人专辑《黄圣依同名专辑》，该专辑获得第六届东南劲爆音乐榜劲爆传媒推荐年度唱片奖；同年主演拍摄中日合拍电视剧《
东京生死恋》。
2009年1月，在央视春晚上以“春姑娘”的形象独唱歌舞音乐剧《森林舞会》；2月，在年度献礼电影《
建国大业》中扮演一名延安战地播音员；3月，出演好莱坞科幻片《巫山历险记》；9月，在成都首次开起万人演唱会；12月，发行第二张个人专辑《选美everyday》，在专辑中她首次尝试了RAP以及电音舞曲，在歌曲《
东风》中，她还借鉴了台湾高山族的原生态唱法；同年，黄圣依所在的影视公司“巨力”正式上市。
2010年，黄圣依宣布拥有巨力影视传媒30%股份，职位为执行总裁。4月上映主演的电影《
寻找刘三姐》，黄圣依在片中重塑当年黄婉秋塑造的人物形象“刘三姐”。
2011年6月，她在上海电影节上宣布成立“巨力圣依”影视传媒；9月，主演电影《
白蛇传说》，饰演敢于为爱牺牲的千年蛇妖白素贞，该片上映后以2.29亿元的票房成为2011年中国内地国庆档票房冠军，海外上映首周以1689万美元的票房获得全球票房榜周冠军，并创下近10来华语电影海外版权出售记录。此外，该片还在多个国际电影节上展映；在第69届威尼斯电影节红毯上，黄圣依以一件上亿元的民族风“天珠装”亮相。
2012年，主演文艺片《
女人如花》，片中黄圣依突破形象中出2014年，参加江苏卫视真人秀节目《
明星到我家》，以外冷内热真实自然的性格获得好评。同年，主演中韩合拍文艺片《我在路上最爱你》，饰演一位靠酒吧赚钱维持生计的都市女子；此外她还演唱了电影的主题曲《三天三夜》。
2015年，凭借电影《
冰封：重生之门》获得第15届华鼎奖“最佳电影女主角”奖项。同年搭档布鲁斯・威利斯出演中美合拍战争题材影片《
大轰炸》。同年6月13日第18届上海国际电影节上，黄圣依首次回应个人感情问题，承认已在2007年和杨子领证结婚，在2012年在温哥华生下儿子。
