2004年仍在校就讀的白百何參演了個(gè)人的處女作《與青春有關(guān)的日子》,，并在劇組中遇到了陳羽凡,。白百何在該部電視劇中飾演角色“喬喬”，這是白百何出道后的第一部電視劇,，也成就了白百何的婚姻,。
2006年出演拍攝了都市情感偶像劇《幸福在哪里》，飾演角色甘露,。同年冬,，年僅22歲的白百何與陳羽凡步入婚姻殿堂。
2008年正值白百何產(chǎn)后體形恢復(fù)期,，白百何在趙寶剛的邀約下出演青春勵(lì)志劇《我的青春誰做主》,，劇中白百何扮演“雷蕾”一角，再次回到熒屏并在劇中演唱歌曲《我不是隨便的花朵》,。
2009年末,，白百何與同門師兄朱雨辰合作的反映社會(huì)現(xiàn)實(shí)的家庭電視劇《說謊的愛人》于2009年11月20日在吉林長春殺青，2012年登入江西衛(wèi)視獨(dú)家首播,，劇中白百何蛻變成為一個(gè)心靈有創(chuàng)傷,、有些隱忍的女孩,，出演角色董楠。（備注：該劇是白百何產(chǎn)后復(fù)出后的第一部女主角,，對董楠的復(fù)雜內(nèi)心,、豐富情感都拿捏得恰如其分）。
2010年出演都市家庭電視劇《家的N次方》,，扮演角色趙雯,。
2011年主演由趙天宇執(zhí)導(dǎo)的都市愛情電影《萬有引力》，飾演角色女安檢石曉琳,。
2011年與文章搭檔合作主演中國內(nèi)地首部為光棍節(jié)定制的“治愈系”愛情電影《失戀33天》,，電影中白百何演繹角色黃小仙。該影片上映4天票房成功突破億元大關(guān),，首周票房更是達(dá)到1.89億,，榮獲當(dāng)周票房冠軍。該電影僅投資890萬中國內(nèi)地票房卻突破3.5億元人民幣成為票房大黑馬,。白百何憑借在片中“黃小仙”清新脫俗的獨(dú)特氣質(zhì)和真實(shí)自然的表演功力獲得了觀眾的好評(píng),，憑借此片分別入圍金馬獎(jiǎng)、華表獎(jiǎng)最佳女主角,，并獲得第31屆大眾電影百花獎(jiǎng)最佳女主角獎(jiǎng),。
2012年再次和滕華濤導(dǎo)演合作，并出演由SMG尚世影業(yè)和北京華美時(shí)空文化傳播有限公司投資出品的都市職場情感電視劇《浮沉》（備注：改編自崔曼莉的原著小說《浮沉》）,，劇中白百何飾演角色“喬莉”,。同年相繼參演了《整容日記》《分手合約》等電影并擔(dān)綱女主角，同時(shí)也意味著白百何開始從電視劇轉(zhuǎn)向電影領(lǐng)域,。2012年主演由導(dǎo)演劉家成執(zhí)導(dǎo)的當(dāng)代都市情感劇《離婚前規(guī)則》,，白百何出演角色蔣新瑤。
2013年在小成本電影《分手合約》中出演女主角何俏俏,，中國內(nèi)地票房受同檔期大片擠壓仍收獲1.9億票房,。同年白百何在小成本電影《被偷走的那五年》出演女主角何蔓，中國內(nèi)地票房超1.5億,；該影片在香港收獲1800萬票房,；該影片在臺(tái)灣收獲票房8800多萬新臺(tái)幣票房佳績，成為2013年臺(tái)灣最賣座的大陸出品電影,。白百何也因?yàn)榘装俸螐摹妒?3天》到這幾部小妞電影每個(gè)角色塑造的成功,、票房的成功、還有角色的治愈性和對女性的勵(lì)志影響,，被封為中國“小妞電影”代言人,。同時(shí)，白百何也憑借《被偷走的那五年》入圍第十六屆上海國際電影節(jié)最佳女主角。同年在馮小剛導(dǎo)演電影《私人訂制》中擔(dān)任女主角,，飾演角色“小白”,，白百何憑借該片入圍第12屆華鼎獎(jiǎng)最佳女主角，同時(shí)該電影中國內(nèi)地票房超7億,，成為2013年賀歲檔票房冠軍,。2013年一年之中登上19個(gè)知名時(shí)尚雜志的封面，白百何成為年度雜志封面人物,。
2014年白百何領(lǐng)銜主演中國首部整容題材喜劇電影《整容日記》,，白百何飾演因外貌實(shí)屬抱歉導(dǎo)致愛情事業(yè)雙雙失意的名牌大學(xué)畢業(yè)生郭晶，為進(jìn)行自我救贖踏上了
整容之路,。2月23日,，白百何受邀前往米蘭時(shí)裝周頭排看Dolce & Gabbana秀。3月拍攝主演青春勵(lì)志劇《長大》,。5月29日,， 白百何亮相，由法國Kering集團(tuán)的旗下珠寶品牌Qeelin于南京德基廣場華美呈現(xiàn)其高級(jí)珠寶中國首展,。7月3日,，由安樂影業(yè)出品白百何領(lǐng)銜主演的3D奇幻電影《捉妖記》正式宣布2015年暑期檔7月16日上映，白百何在影片中擺脫了以往作品中清新的“小妞”形象,，首次挑戰(zhàn)古裝打戲,，出演身手不凡的捉妖師。11月,，白百何領(lǐng)銜主演由關(guān)錦鵬監(jiān)制的愛情電影《新娘日記》,，又名《戀愛中的城市》,。9月25日,，白百何作為法國品牌CARVEN受邀嘉賓中唯一的中國女星、以品牌摯友身份出現(xiàn)在巴黎時(shí)裝周秀場頭排看秀,，CARVEN還為白百何個(gè)人特設(shè)歡迎晚宴,，而這也是CARVEN首次專程為中國女星設(shè)宴。9月30日,，白百何亮相巴黎時(shí)裝周Roger Vivier 2015春夏系列新品預(yù)覽,。12月，由韓延執(zhí)導(dǎo)白百何領(lǐng)銜主演的勵(lì)志電影《滾蛋吧,！腫瘤君》開機(jī)拍攝,，電影改編自同名網(wǎng)絡(luò)暢銷漫畫，主要講述了白百何飾演的29歲的樂天派漫畫家熊頓因患癌癥身處人生最艱難的時(shí)刻但同樣對著命運(yùn)微笑的故事,，該片定于2015年8月13日全國上映,。
2015年，白百何、陸毅領(lǐng)銜主演的青春勵(lì)志情感劇《長大》于1月29日登陸東方衛(wèi)視,、天津衛(wèi)視黃金檔首播,，其飾演“菜鳥實(shí)習(xí)醫(yī)生”葉春萌。2013年底順利殺青并進(jìn)入后期制作階段的《捉妖記》原定于2015年春節(jié)上映,，由于受原男主角柯某事件的影響需換角重拍,，白百何不僅自動(dòng)為老板挪檔期，還零片酬出演,。4月初,，白百何拍攝主演由周迅監(jiān)制、秦小珍執(zhí)導(dǎo)的都市愛情電影《陪安東尼度過漫長歲月》,，4月底與陳坤合作拍攝主演楊慶執(zhí)導(dǎo)的重慶方言喜劇電影《火鍋》,。4月23日，白百何亮相第五屆北京國際電影節(jié)閉幕式,。同年7-8月,，白百何主演的三部題材迥異的電影《捉妖記》、《滾蛋吧,！腫瘤君》,、《戀愛中的城市》相繼上映，從而使白百何成為華語電影史上首位推出個(gè)人主演電影觀影套票的女演員,。
2015年7月16日,，白百何作為第一番位領(lǐng)銜主演的《捉妖記》上映，上映第一天中國內(nèi)地票房1.73億元破華語片首日和單日最高票房記錄,，上映第三天的《捉妖記》以1.83億票房再創(chuàng)造新的華語片單日最高票房紀(jì)錄,，上映四天中國內(nèi)地首周票房達(dá)到6.69億創(chuàng)造新的華語片首周票房紀(jì)錄。7月22日,，白百何為白百何主演的電影《滾蛋吧,！腫瘤君》獻(xiàn)唱的主題曲《中二少女養(yǎng)花記》MV首播。7月23日,，白百何出席《陪安東尼度過漫長歲月》改檔10月16日上映記者發(fā)布會(huì),。7月24日，白百何出席《捉妖記》上映八天內(nèi)地票房突破十億元慶功會(huì),，并宣布繼續(xù)出演《捉妖記》續(xù)集,。7月26日零點(diǎn)，《捉妖記》上映十天以12.76億的累積票房打破了2年前《泰囧》所創(chuàng)造的12.67億的紀(jì)錄,，再次刷新華語影史紀(jì)錄,，成為新晉華語電影票房冠軍。8月4日,，白百何和井柏然合唱的《捉妖記》插曲《明天你會(huì)在哪里》MV首播,。8月9日零點(diǎn),，白百何主演的《捉妖記》中國內(nèi)地票房達(dá)到20.04億，正式超越《變形金剛4》的19.78億成為內(nèi)地票房亞軍,，僅次于冠軍《速度與激情7》（24.26億）,，這也是國產(chǎn)電影首次票房突破20億大關(guān)。9月4日,，白百何主演的《滾蛋吧,！腫瘤君》內(nèi)地票房超5億，該影片代表中國內(nèi)地角逐第88屆奧斯卡最佳外語片,。9月11日,，《捉妖記》內(nèi)地票房為24.2859億元，破200余項(xiàng)紀(jì)錄,，成功打破《速度與激情7》票房紀(jì)錄,， 登頂內(nèi)地影史票房冠軍，《捉妖記》觀影人次為65425600人,，也打破了6245萬人次的紀(jì)錄,，成為內(nèi)地觀影人次第一，這也是中國內(nèi)地電影市場開放21年來首部獲得影史冠軍的國產(chǎn)電影,。9月16日,，《捉妖記》正式收官，中國內(nèi)地總票房累計(jì)近24.4億,。9月25日,，白百何攜作品赴美參加由美國電影協(xié)會(huì)和國家新聞出版廣電總局聯(lián)合主辦的“2015中國電影周”，白百何主演的《捉妖記》和《滾蛋吧,！腫瘤君》入選五部中國電影年度力作,，后者作為開幕影片放映。同年年底,，由馮小剛執(zhí)導(dǎo),，改編自劉震云小說《我不是潘金蓮》的電影《我叫李雪蓮》開機(jī)拍攝，白百何飾演女主人公“李雪蓮”,。10月6日,，白百何受Chanel的官方邀請前往2016春夏巴黎時(shí)裝周前排觀看Chanel大秀,。