2001年11月3日，18岁的唐嫣在第三届舒蕾世纪星选美比赛全国电视总决赛中荣获冠军，并获得“健康之星”单项奖。

2004年，她被导演张艺谋选中成为“奥运宝贝”之一，8月29日前往雅典参加雅典奥运会闭幕式“中国8分钟”，用二胡、琵琶等传统的乐器演奏了中国名曲《茉莉花》，代表中国站在世界的舞台上。

2006年，唐嫣从中央戏剧学院表演系毕业。

2007年1月，在古装剧《贞观长歌》中饰演民间女子采玑；随后，签约橙天娱乐；4月19日，主演的爱情电影《离别也是爱》上映，唐嫣在片中饰演品学兼优的大提琴手胡燕，这是其毕业后首部影片，她亦凭藉该片获得第14届北京大学生电影节最佳女演员及第13届上海电视节电视电影最佳女演员双项提名；10月19日，与吴镇宇、黄秋生合作主演的剧情动作片《神枪手与智多星》上映，她在剧中饰演外柔内刚、EQ超强的美术学院学生小雨；12月28日，在喜剧爱情片《棒子老虎鸡》中饰演崇拜物质的80后女孩糖糖。

2008年1月，与霍建华、杨恭如合作主演都市言情剧《现代美女》，唐嫣在剧中饰演心地善良却因名利诱惑而迷失自我的李薇。

2009年2月23日，家庭伦理剧《没有语言的生活》在中央电视台电视剧频道首播，她在剧中饰演问题少女朱灵；4月20日，主演的青春励志剧《生于80后》播出，唐嫣在剧中饰演坚强、直面生活挑战的后妈安雯；5月，在民国剧情剧《风满楼》中饰演天真善良的周雨童；6月28日，与胡歌、杨幂、霍建华等人合作主演的古装仙侠剧《仙剑奇侠传三》首播，她在剧中饰演历经沧桑的痴情女子紫萱，该剧在多个地面平台首播时均荣居收视榜首，之后登入台湾播出，而唐嫣个人也凭藉此剧在两岸三地赢得更多关注；12月9日，与郭富城、郑伊健合作主演的玄幻武侠片《风云2》上映，她在片中饰演性格乐天的楚楚。

2010年2月2日，主演由周杰伦执导的科幻剧《熊猫人》，她在剧中饰演美丽非凡的厨师李俐亚，詹宇豪与周杰伦还专门为其创作歌曲《爱情引力》，并作为插曲收录在《熊猫人》中；10月5日，在战争喜剧《梦想光荣1942》中饰演思想进步的地主女儿赵冬梅。

2011年1月22日，由其主演的都市言情剧《夏家三千金》在安徽卫视首播，唐嫣在剧中饰演单纯善良又迷糊的夏家小女儿夏天美，并凭藉该片获得国剧盛典年度网路最受欢迎内地女演员及影视风云榜新势力盛典最受欢迎电视剧女演员，而该剧播出后以平均收视率1.318、 收视份额为3.254的成绩取得安徽卫视年度收视冠军；4月27日，在家庭伦理情感剧《闪婚》中饰演家庭环境优越、个性率真的富家千金韩金贝；8月6日，主演的都市商战剧《无懈可击之高手如林》首播，她在剧中饰演商界普通白领汤七七；9月13日，在都市偶像剧《爱情睡醒了》中饰演善良的刘小贝，并为该剧配唱插曲《我透明》，该剧播出后以平均收视率1.16的成绩成为安徽卫视年度收视亚军；同年，她还与黄义达合作主演新媒体音乐电影《保留》。

2012年7月6日，古装魔幻剧《轩辕剑之天之痕》首播，而她则在剧中饰演擅于玩心计阴谋的隋朝郡主独孤宁珂；随后，成立唐嫣工作室；11月11日，唐嫣担任製作人以末日爱情为主题的30分钟微电影《逐爱之旅》上线，她在片中饰演插画师李惠，这是其工作室成立以后的首部影视作品；12月5日，其主演的民国传奇情感剧《乱世佳人》上星首播，她在剧中演绎历经坎坷成为一代佳人的张莲心，，还为该剧配唱片尾曲《心梦》及插曲《用一生回忆》；12月26日，发行个人首张新年EP+写真集《糖心》。

2013年3月26日，动作剧《X女特工》首播，其在剧中饰演身手矫健、怀揣正义梦想的鬼马钟离，，她还为该剧配唱主题曲《捍卫阳光》，随后唐嫣凭藉该剧获得第十三届华鼎奖中国近代革命题材电视剧最佳女演员、BQ红人榜年度最受欢迎演员奖、亚洲青春派年度最受欢迎女演员及国剧盛典年度极具商业价值演员；10月5日，在都市商战题材剧《广告风云》中饰演广告公司品牌总监阮心丽。

2014年4月21日，主演的古装言情轻喜剧《金玉良缘》首播，其在剧中饰演古灵精怪的江湖女子玉麒麟，她与该剧另一主演霍建华凭藉此剧获得国剧盛典甜蜜荧幕情侣，唐嫣还获得第五届中国大学生电视节最受欢迎女演员奖；9月2日，在都市职场剧《格子间女人》中饰演性格坚强勇敢、办事乾净利落效率高的销售女强人谭斌，她还为该剧配唱片尾曲《雨晴》；11月7日，其参演的爱情电影《露水红颜》上映，而她则在片中饰演性格开朗活泼的空姐明真，随后凭藉该角色获得第三届国际华语电影节金骑士奖最佳女配角奖。

2015年1月10日，唐嫣领衔主演的由顾漫同名小说改编的同名电视剧《何以笙箫默》播出，其在剧中饰演女主角赵默笙，并配唱插曲《好久不见》，该剧开播后成为首部单日网路播放量突破三亿的电视剧，随后她凭藉该剧获得乐视生态共享之夜年度最受欢迎演员；1月28日，民国偶像爱情剧《千金女贼》首播，她在剧中演绎的女主角蒋心从街头杂耍卖艺的丫头到上海黑帮夫人再到首富大户千金历程；2月4日，主演的民国偶像剧《活色生香》首播，她在剧中饰演制香高手乐颜，该剧开播后取得全国网收视率3.43的成绩，打破近十年电视剧开播的首播纪录，而首日网路播放量10731万次，刷新内地电视剧播出首日的网路播放量记录；随后，唐嫣在福布斯中国名人榜中从前一年的第73名升至第20位；5月28日，特别出演的时装剧《风云天地》首播，她在剧中饰演勤奋努力的医生唐一一；5月29日，唐嫣受邀担任第六届中国大学生电视节的推广大使；6月12日，主演的网路季播剧《盗墓笔记》在爱奇艺上线，该剧播出后微博搜寻量和视频网站播放量均为年度第一，也刷新了年度电视剧点击率，而唐嫣则在剧中饰演精明干练女性探险者阿宁；7月22日，由她领衔主演的都市爱情励志剧《克拉恋人》首播，其在剧中饰演设计师助理米朵；8月9日，在第17届华鼎奖中国电视剧满意度颁奖盛典中，唐嫣凭藉《金玉良缘》、《活色生香》及《何以笙箫默》三部电视剧入围四个不同类型的最佳女主角奖项提名，最终她获得当代题材电视剧最佳女演员；9月30日，其参演的3D灾难探险片《九层妖塔》上映，她在片中饰演宁折不屈的的曹维维；12月1日，唐嫣主演的都市爱情剧《长在麵包树上的女人》播出，她在剧中饰演爱情至上的作家”程韵“；12月20日，客串都市情感剧《爸爸快长大》。

2016年1月，唐嫣受邀担任国剧盛典代言人，并获得观众喜爱角色人物和最具媒体号召力人物两个奖项；4月29日，她主演的青春励志片《梦想合伙人》上映，其在片中演绎了从白手起家的无名人士奋斗成为网际网路亿万富翁的物质拜金女顾巧音；7月1日，唐嫣主演的动作喜剧电影《赏金猎人》上映，她则在片中饰演猎人团队雷厉风行的领导者凌芯（CAT），该片在内地上映九天取得票房突破两亿的成绩，打破中韩合拍片票房记录；9月14日，由其领衔主演的魔幻爱情电影《大话西游3》上映，她在片中分饰紫霞和青霞两个角色，该片国内票房取得3.6亿人民币的成绩；10月14日，唐嫣担任第11届中国金鹰电视艺术节的金鹰女神，成为金鹰节历史上的第六位金鹰女神；11月11日，其领衔主演的古装女人权谋剧《锦绣未央》在东方卫视、北京卫视黄金档联播，该剧播出后取得双卫视年度收视冠军，并且双双位列全国卫视电视剧年度前十的成绩，唐嫣则在该剧中饰演天资聪颖的李未央，为该剧配唱片尾曲《天赋》，而她亦凭藉该剧获得第22届华鼎奖中国百强电视剧最佳女主角；随后，凭藉多部成绩不俗的影视作品和商业价值，唐嫣接连获得百度娱乐年度人物、优酷盛典年度霸屏艺人和腾讯娱乐白皮书电视年度卓越艺人等奖项；同年与袁姗姗、斯琴高娃主演电影《一墙之隔》。

2017年2月10日，唐嫣与谢霆锋、郑容和联袂主演的喜剧电影《决战食神》上映，她在片中饰演性格豪爽的大排档老闆娘海胆妹；2月，确定主演都市爱情剧《时间都知道》，其在剧中饰演因意外回到十年前的时简；3月，特别出演历史科幻网剧《天意之秦天宝鉴》；6月，由她领衔主演的青春励志剧《归去来》开机拍摄，唐嫣在剧中饰演了女学霸萧清。

2018年，唐嫣与吴秀波搭档主演了现代涉案剧《无名侦探》；9月，她还受邀参加了中央广播电视总台中秋晚会。

唐嫣出生在一个传统的家庭，父亲唐宏威是一名行政职员，母亲李桐晏是一名外企白领。

2016年12月6日，唐嫣通过微博公开与男友罗晋的恋情。

2018年10月28日上午9点09分，唐嫣罗晋宣布婚讯，小两口分别配文“新娘是我”“新郎是我”，发布九宫格甜蜜照片。两人将在维也纳低调办婚礼，据悉只小範围邀请亲友。

2008年2月22日，唐嫣与佟大为、解小东三位艺人带领近十万元橙天娱乐全体员工前往安徽巢湖市庐江县石头镇丁坎村，帮助村国小和部分特困家庭在雪灾后捐款并重建家园。

2010年4月6日，由橙天娱乐旗下艺人唐嫣等9位明星发的中华思源工程基金会与 “屈臣氏”共同联手向云南旱灾灾区捐赠1000箱2万4千瓶饮用水；8月8日，参加由全国工商联、中华红丝带基金会主办的“爱与艾的相连—2010中华红丝带基金百名孤儿夏令营活动”；9月，为一年一度的“粉红丝带”拍摄公益照片，支持乳腺癌防治活动，号召女性关注健康。

2012年6月4日，世界自然基金会（WWF）和崇明东滩鸟类国家级自然保护区在上海崇明东滩湿地联合举行了一场名为“湿地、鸟、时尚、爱”的主题环保活动，唐嫣作为本次活动的环保形象大使亲临现场，身体力行支持环保，呼吁保护鸟类。

2013年3月8日，前往广州白云区桥颐养老院参加“为爱洗一次头”的霸王美丽公益活动；9月1日，腾讯公益活动“新年新衣”2013开学季活动正式在新疆、青海、甘肃三地启动，唐嫣作为青海行的“暖心大使”，前往青海的学校为学生送去新衣和文具。

2014年7月10日，参加BVLGARI宝格丽的慈善拍摄活动，与众多明星一起为宝格丽珠宝拍摄公益大片。

2015年8月13日，向在8.12天津爆炸事故中牺牲的消防、武警战士家属捐款50万元；9月8日，作为娱乐宝梦想合伙人联手阿里公益，正式发起造梦行动“心动益起来”公益众筹，所筹善款将捐赠给爱佑慈善基金会“爱佑童心”项目，为孤贫先天性心脏病患儿提供医疗救助。

2016年，唐嫣参与一直播和时尚芭莎联合推出的公益直播活动，将直播中获得的所有打赏收入全部捐献给中华思源工程扶贫基金会芭莎公益慈善基金，以资助芭莎贫困县救护车项目；12月底，唐嫣发布2017年檯曆并宣布将与公益组织合作，将檯曆用于义卖，筹得善款将捐赠给“免费午餐”项目。

2017年9月3日，唐嫣发布秒拍视频加入到“画出生命线”公益，完成救护车立体贺卡涂鸦，呼吁冬粉关注，所有收益悉数捐赠给“为爱加速”思源·芭莎自治区救护车项目；10月29日，作为表演嘉宾之一受邀参加庆十九大诗歌朗诵会，朗诵了诗歌《爱情的故事》，还参与了集体朗诵《时间的入口》。

2018年6月11日，唐嫣蜡像入驻上海杜莎夫人蜡像馆。唐嫣表示很荣幸能在家乡拥有一座自己的蜡像，也希望能够将新生代女性自信、优雅、独立的精神传递给大家。

唐嫣的每一部戏的造型都各具特色，颇为亮眼，独具韵味。众多的戏剧影视作品让唐嫣博得不少人气，众多活动的多变造型更是树立其在大众心中“百变小天后”的形象。商业活动高贵优雅、媒体活动清新脱俗，唐嫣每走到一处总能获得交口称讚和镁光灯的钟爱（新浪网评）。

唐嫣是一个美丽、执着且真性情的女子。她主演的电视剧几乎是各大电视台的收视保障，这一个个生动形象的成功塑造，也让观众见证了唐嫣的成长。作为“新四小花旦”之一的她，成绩已然相当骄人，在2012年创立了自己的工作室，变身唐总。工作中的她一丝不苟，是个严厉的老闆，生活中的她依旧甜美清新充满亲切感（网易娱乐评）。

美丽的面容、高挑的身材，时而甜美、时而性感、时而冷峻，对于多种风格的造型唐嫣全部自在掌握，以美丽健康的形象和无数时髦造型亮相于影视及时尚秀场中，不断塑造自我，成为炙手可热的女主角，向外界展示着其自信、优雅的魅力。而有时尚ICON之称的唐嫣无论是影视剧角色还是生活中，其对于时尚的敏锐度一度成为众多女性的效仿对象。每次出现于大众面前，精緻的妆容无不展现了其对于时尚的品味与自信（新华网评）。