2001年，参加第三届舒蕾世纪星选美比赛获得冠军 。2004年，因被导演张艺谋选中成为“奥运宝贝”之一，参加雅典奥运会闭幕式“中国8分钟”而被观众熟知。2009年，凭借古装仙侠剧《仙剑奇侠传三》获得关注 。2011年1月22日，其主演的都市言情剧《夏家三千金》取得卫视年度收视冠军，而唐嫣亦凭借该剧获得国剧盛典年度网络最受欢迎内地女演员奖。2012年，成立唐嫣工作室。2013年，因主演动作剧《X女特工》获得第13届华鼎奖中国近代革命题材电视剧最佳女演员及国剧盛典年度极具商业价值演员 。2014年，因主演古装剧《金玉良缘》获得第5届中国大学生电视节最受欢迎女演员；同年，她还凭借爱情电影《露水红颜》获得第3届国际华语电影节金骑士奖最佳女配角奖。

2015年初，由唐嫣主演的都市爱情剧《何以笙箫默》、民国爱情剧《千金女贼》及民国偶像剧《活色生香》三部戏分别在3家一线卫视陆续播出，收视率均位列全国同时段冠军和前三甲；随后，她还凭借《何以笙箫默》获得第17届华鼎奖当代题材电视剧最佳女演员 。2016年，唐嫣担任第11届中国金鹰电视艺术节金鹰女神 ；同年，她还凭借古装剧《锦绣未央》获得获得第22届华鼎奖中国百强电视剧最佳女主角。2017年，主演都市爱情剧《时间都知道》。