2001年黃小蕾出演第一部電視劇《愛情寶典之綠牡丹》和第一部電影《苦茶香》，從而進入演藝界。
2002年在李亞鵬、周迅版的《
射雕英雄傳》中黃小蕾飾演惟妙惟肖、以假亂真的“傻姑”；2003年在林志穎、胡軍、劉亦菲版的《
天龍八部》中飾演西夏國婢女；2004年在《鐵齒銅牙紀(jì)曉嵐3》中飾演常四以及在《風(fēng)箏奇緣》飾演一往情深的“野蠻女友”吉祥。
2005年由劉亦菲、黃曉明等主演的古裝武俠劇《
神雕俠侶》上映，黃小蕾繼續(xù)飾演傻姑一角。2006年播出的古裝章回體喜劇《
武林外傳》播出，該劇打敗2005年冠軍《京華煙云》成為2006年年度收視冠軍劇集，黃小蕾飾演慕容嫣一角；2006年黃小蕾主持安徽衛(wèi)視節(jié)目《超級大贏家》正式踏入主持界。
2007年黃小蕾出演高希希導(dǎo)演的年代抗日劇集《
光輝歲月》飾演雪凌；黃小蕾主演的電影《天下第二》上映，黃小蕾飾演女主角艷玲，并憑借該片獲得第十五屆大學(xué)生電影節(jié)的最佳新人獎。2009年黃小蕾主演的古裝武俠戲電影《皇家刺青》上映，該片獲得美國洛杉磯興辦的中美電影節(jié)上獲得“金天使-最佳影片獎”。
2010年黃小蕾參演徐崢、王寶強主演的喜劇《人在逋盡貳2011年《錢多多嫁人記》在湖南衛(wèi)視播出，黃小蕾飾演趙圓圓。2012年黃小蕾在電影版《
我愛灰太狼》中飾演女一號紅太狼，該片票房首日破千萬，成為2012奶奶暑期檔單日票房最高紀(jì)錄。
2013年由黃小蕾、黃渤、張涵予、劉燁等主演的電視劇《
火線三兄弟》播出，黃小蕾飾演女主角宋雅娟；4月份黃小蕾參演趙薇執(zhí)導(dǎo)的電影《
致我們終將逝去的青春》，飾演林靜室友的女友一角。
2015年，參加明歷史體驗真人秀節(jié)目《咱們穿越吧》。
