2004年黎一萱出演时装剧《女才男貌》，饰演倪田田，正式进入娱乐圈，该剧于2005年4月13日登陆CCTV-8黄金档首播；同年还在电视剧《夏日语录》中首次担任女主角霍馨。

2006年与韩国演员安七炫主演电视剧《男才女貌2》，饰演女一号宋敏真；同年，与林心如、陈小春等主演的音乐剧《星光大道》播出，黎一萱饰演女配角华萱；2007年参演蒋家骏执导的青春爱情剧《现代美女》。 2008年与朱亚文、梁琳琳等主演电视剧《情系北大荒》，2009年12月15日于CCTV-1黄金档播出；并出演首部院线电影《上下的错位》，饰演幸昀。

2009年与黄觉、曾恺玹主演的改编自千寻千寻的同名原著小说的电视剧《爱盛开》，饰演女二号庄碧君。

2010年黎一萱与罗晋等联合主演的翻拍励志剧《创世纪风云之阿诚》在安徽卫视播出，黎一萱在剧中饰演为爱痴情的方静宜。2011年出演刘逢声导演的电视剧《剪爱美发奇缘》，饰演女一号。

2012年在当代题材电视剧《儿女情更长》中饰演高小如，该剧于2013年3月27日在CCTV-1黄金档首播。

2013年与李晟、高云翔等主演古装传奇剧《天地情缘》（又名《失宠王妃之结缘》），饰演女二号杜丝雨；同年，与杨洋、何晟铭等主演古装武戏剧《少年四大名捕》，首次分饰两角：南宫如烟和蝶舞。该剧于2015年3月在湖南卫视钻石独播剧场播出。4月，接拍电视剧《大汉情缘之云中歌》。该剧于2015年9月13日起每周日、周一晚22:00在湖南卫视钻石独播剧场播出。

2014年3月参演电影《黎明之眼》。

2015年，参演大型都市情感剧《亲爱的！好久不见》，与韩国明星权相佑搭档，饰演女一号毛丽。

2017年，参演都市偶像喜剧《一见不倾心》，与人气小生张哲瀚搭档，饰演女一号章小强。

2017年，主演网络大电影《拯救悟空》，饰演扶摇，并于2018年8月15日在爱奇艺电影频道独家上映。

2018年，拍摄电影《代号·反抗》，饰演电脑高手李栗子。