2006年，即将毕业的戚薇参加上海东方卫视《我型我秀》，最后成为全国10强，正式出道。2007年，签约北大星光集团，并与师出同门的袁成杰搭档组成“男才女貌音乐组合”；同年，凭借单曲《外滩十八号》为人熟知，该曲亦获得第八届全球华语歌曲排行榜“最受欢迎对唱歌曲奖”；4月，发行组合第一张专辑《茶之恋》；同年，与袁成杰、林更新合作短片《因为爱之说出你的秘密》。

2009年，发行由小柯、张亚东、秦天等音乐人主创的第二张专辑《2U》；10月，主演喜剧电影《重庆美女》；同年友情出演电视剧《贤妻良母》。

2010年3月，发行单曲《做你的一半》；3月，与林心如、陈键锋、杨幂合作出演古装宫廷剧《美人心计》，在剧中饰演馆陶公主；4月，发行单曲《耀出彩》；同年主演都市商战剧《无懈可击之美女如云》，在剧中饰演朗雅公关的创意总监尤小柔；之后，客串电视剧《泡沫之夏》；12月，发行单曲《PerfectMach我的绝配》。

2011年1月，与陈楚河、张檬、张丹峰合作主演都市言情剧《夏家三千金》，在剧中饰演富家千金夏友善，并为电视剧演唱主题曲《太过爱你》以及插曲《谈谈情说说爱》、《三个人》；主演都市悬疑剧《无懈可击之高手如林》，作词并演唱插曲《没收》、《黑白之间》；8月，签约海蝶音乐，并发表首张个人EP《如果爱忘了》。

2012年，戚薇在华鼎奖亚洲演艺名人榜中名列第90名；同年与雷诺儿、李承炫、路晨合作出演都市剧《世界上另一个我》，在剧中饰演摇滚女歌手纪南娜；6月，在都市情感剧《我的经济适用男》中饰演广告公司总经理莫柔，并演唱该剧的片尾曲《放开爱》、《爱情没什么道理》；6月1日，参演的亲情励志类电影《跑出一片天》上映；8月，参演喜剧片《做次有钱人》，在片中饰演精明干练的都市白领林培；同年发行首本个人写真书《转身·薇笑》。

2013年1月，发行个人EP《LToV秘密》；2月，在都市爱情电视剧《爱情自有天意》中一人分饰两角，分别是厨师的女儿方娟以及山水集团的千金小姐程曦；8月，参演喜剧片《做次有钱人》；同年，与黄宗泽、袁弘月、马天宇合作出演《少年神探狄仁杰》，饰演李婉清一角；7月，获得亚洲偶像盛典最具人气女演员；12月，与段奕宏共同主演历史谋略情节剧《谋圣鬼谷子》，饰演韩国公主今淑。

2014年3月2日，主演的都市情感剧《陶之恋》在湖南卫视播出，在剧中饰演外表看似坚强，但内心脆弱的慕容海清；同年参演古装爱情剧《秀丽江山之长歌行》；4月，与汪东城合作出演时尚校园爱情喜剧《我的播音系女友》，在剧中饰演播音系麻辣女生张了了，并演唱片中插曲《冬天的树》；7月，在《古剑奇谭》中饰演自闲山庄的大小姐叶沉香；7月21日，主演的都市爱情喜剧《爱情回来了》播出，该剧的插曲《你是对的人》由戚薇作词，并与李俊昊合唱；同年发行写真集《爱战》。

2015年4月，戚薇产后复出领衔主演都市情感励志剧《我是杜拉拉》，在剧中饰演具有奋斗精神的人力资源部经理杜拉拉；8月7日，主演青春励志剧《你好乔安》，在剧中饰演聪明漂亮、自信勇敢的乔安。

2016年，出演吴宇森执导的动作片《追捕》 ；同年，与黄磊、张钧宁共同主演都市情感剧《深夜食堂》，在剧中饰演一位干练的单亲妈妈。4月26日，主演的都市爱情剧《繁星四月》开机，在剧中饰演干练、完美的女主播叶繁星。

2018年，主演励志剧《北京女子图鉴》，在剧中饰演女强人陈可一角。

2019年1月12日，获得第3届金骨朵网络影视盛典年度品质女演员奖；同年，出演电视剧《你好，安怡》。10月，加盟竞演综艺《这样唱好美》 。10月17日，主演的都市爱情题材剧集《没有秘密的你》播出，在剧中饰演林星然。