2001年出演电影《七星期无人入睡》饰演季玲、《神鞭》饰展嘉蓉。2002年出演情景喜剧《都市男女》饰演苏青青,讲述的是一家大兴广告公司的故事。2003年毕业于北京电影学院,同年出演 《人命关天》饰演孟婷、《炊事班的故事》第二部客串出演小姚 。2005年出演《中国志愿者》饰演叶萌。2006年因出演古装喜剧《武林外传》中郭芙蓉一角从而走红,获得第18届北京大学生电影节最受欢迎女演员,接着出演《房前屋后》饰演顾丽丽、《梦回春谷》饰演玉屏、客串出演电影《追爱总动员》、喜剧电影《大电影之数百亿》饰演罗茜,还在电影《我的长征》中一人分饰索玛和索玛孙女两个角色。 2007年《炊事班的故事第3部》饰演女兵小姚,出现在炊事班生活中,在《欢天喜地对冤家》中饰演谷晓欣,并客串了情景喜剧《都市六人行》的67、68、69、70集,在《卫生队的故事〉客串第17集了饰演小姚,同年还出演了电视剧《命运呼叫转移》(又名《山难》)饰演马婷,是继《房前屋后》之后,姚晨二度饰演大肚婆。 2008年参与《明星带你看奥运》自编自导采访了前举重世界冠军张国政。同年与孙红雷合作主演了谍战连续剧《潜伏》饰演游击队长王翠平,并凭借该剧获得华鼎奖最佳演员奖,其后出演喜剧电影《家有喜事2009》饰演暴牙珍。2009年出演话剧《杜拉拉》饰演杜拉拉,是姚晨的首部话剧作品。9月姚晨开通了微博。