1994年，又是通过一本杂志的封面照片，电影《女儿红》导演谢衍找到了周迅；从此，不到20岁的周迅走上了从影之路。

1995年，她出演了都市喜剧片《小娇妻》里灵气乖巧的洋洋一角；同年，陈凯歌导演邀请周迅试镜文艺片《风月》中的如意一角，结果未能获得出演，但她的潜力得到制片人徐枫和陈凯歌的肯定，最终出演了小舞女一角。

1997年，正在筹备电影《荆轲刺秦王》的陈凯歌导演再次邀请周迅前来饰演“小盲女”一角；同年，饰演根据毕淑敏同名小说改编的电视剧《红处方》中的吸毒女沈佩一角。

1998年，在第六代导演娄烨的代表作《苏州河》中，周迅一人分饰两角“美美”和“牡丹”。周迅凭借本片获得第15届巴黎国际电影节最佳女主角的贵冠及法国演艺集团最具潜力新人奖。

该片也获得第29届荷兰鹿特丹国际电影节大奖（金虎奖）、第十五届法国巴黎国际电影节“最佳影片”、美国《时代》杂志2000年十佳影片。1998年，在陈家林指导的历史剧《太平天国》中饰演石益阳；同年，在李少红导演的古装戏《大明宫词》中饰演少年太平公主，周迅获得第18届中国电视金鹰奖最受欢迎女演员奖，此片过后，周迅正式签约李小婉、李少红的北京荣信达影视艺术有限公司。

2000年，周迅与章子怡、赵薇、徐静蕾被媒体并称为“四小花旦”。后来又被称为“四大花旦”。

2000-2002年，周迅接连主演民国大戏《人间四月天》、《像雾像雨又像风》、《橘子红了》等剧，凭借影片《橘子红了》获得第二届中国电视艺术“双十佳”“十佳演员”。

2001年，在电影《香港有个好莱坞》中，周迅首度与香港导演陈果合作，全粤语对白饰演与人联手诈骗钱财的内地妓女。最终，凭借此片首度入围第39届台湾金马奖及第4届亚洲影评人协会最佳女主角奖。。同年，在刘德凯的导演处女作《烟雨红颜》中，周迅饰演简单固执的赵宁静。作为周迅首部内地公映的电影，摘得第二十五届大众电影“百花奖”最佳女演员奖。

2002年，在法籍华人戴思杰执导的法国电影《巴尔扎克与小裁缝》中，周迅饰演“小裁缝”一角，本片代表法国获得第61届金球奖最佳外语片提名。

2003年，周迅出演由金庸小说改编的电视剧《射雕英雄传》片中黄蓉一角，此剧在日本MAXAM有线频道播出，周迅亦因此剧在日本地区开始拓展其知名度。

2004-2005年，周迅主演了李少红导演的电影《恋爱中的宝贝》、胡安导演的《美人依旧》，及严浩导演的浪漫爱情题材《鸳鸯蝴蝶》。凭借在影片《恋爱中的宝贝》中的表演获得了第1届中国电影导演协会年度奖最佳女演员奖。

2005年，在香港导演陈可辛北上的首部歌舞片《如果.爱》中饰演一心成名，拼命忘记旧情的女演员“孙纳”。舞片代表香港入围奥斯卡最佳外语片五强争夺战。周迅本人凭借影片获得香港电影金像奖、亚洲影评人协会奖、香港金紫荆奖、香港评论协会最佳女主角，亚洲电影博览会年度最佳女演员，随后又得到了台湾金马奖最佳女主角等中港台10个表演类奖项。周迅与金城武合唱的歌曲《十字街头》荣获第43届台湾电影金马奖最佳原创电影歌曲奖。

2006年，周迅正式签约华谊兄弟。同年，周迅出演导演冯小刚转型之作----古装宫廷片《夜宴》，此片获得第12届香港电影金紫荆奖与第26届香港电影金像奖最佳女配角奖。

2007年，周迅自降片酬在导演曹保平自编自导的电影《李米的猜想》中，饰演出租车司机李米。影片获得第3届亚洲电影大奖、第9届华语电影传媒大奖、第18届亚洲电影传媒奖和第27届中国电影金鸡奖最佳女主角奖项等10个中外奖项。

2008年，在由香港金像奖主席陈嘉上执导的新版电影《画皮》中，饰演千年狐妖"小唯"一角。并凭借此片入围第28届香港电影金像奖、第15届香港电影评论学会大奖和第30届大众电影百花奖最佳女主角奖。该片代表香港角逐2008年奥斯卡最佳外语片提名。2008年《画皮》、《女人不坏》与《李米的猜想》，周迅三部电影接连上映。

2009年，在陈国富，高群书联合执导的中国首部谍战大片《风声》中，饰演译电科专员顾晓梦。周迅也以此片第三度入围金马奖最佳女主角奖，第12届亚洲影评人协会等最佳女主角奖。同年，以《李米的猜想》获得中国电影金鸡奖，亚洲电影大奖等10个中外大奖。并获得Cine Asia亚洲电影博览会年度之星表彰，Asia-Pacific Producers Network（简称APN）亚洲制片人协会“年度亚洲之星”表彰她在电影票房领域取得的成绩。同年，作为亚洲代表，登上法国新闻周刊《观点》杂志的封面，受到美国电视台CNN的深度专访。

2010年，被美国CNN评选为“亚洲最伟大的25位演员”之一；同年获得联合国环保人物大奖“地球卫士”称号。同年，在导演徐克执导首部3D武侠片《龙门飞甲》中饰演凌雁秋，周迅凭借此片入围第31届香港电影金像奖及第31届大众电影百花奖的最佳女主角奖。该片获得5.6亿票房，2011年国产片第二名。

2011年，周迅接连拍摄了《大魔术师》、《画皮2》、《云图》、《听风者》；在由陈国富监制、乌尔善导演的《画皮2》中出演狐妖小唯，周迅凭借该片入围第四届中国电影导演协会年度女演员提名；在麦兆辉和庄文强执导，麦家原著改编的谍战电影《听风者》开拍，周迅饰演701行动组组长张学宁。2011年，在导演汤姆·提克威、沃卓斯基姐弟联合执导的独立电影《云图》中周迅一人分饰三角：克隆人、未来人和男人。2011年，香奈儿正式邀请周迅成为中国形象大使，成为国际品牌香奈儿首位中国代言人。

2013年，周迅以《大魔术师》和《听风者》双入围第32届香港电影金像奖最佳女主角奖。

2014年2月21日，周迅被授予法国文学及艺术骑士勋章；10月27日，由她领衔主演的传奇剧《红高粱》在四大卫视黄金档首播，她在剧中饰演了敢爱敢恨、不惧束缚，勇于冲破封建牢笼的九儿，该剧开播首日两星破一取得联播剧收视第一名，网络播放量三周突破25亿的成绩，而周迅则凭借该剧获得第21届上海电视节白玉兰奖最佳女主角、国剧盛典年度最佳女主角及第17届华鼎奖中国百强电视剧最佳女主角多个奖项；11月28日，其主演的爱情喜剧片《撒娇女人最好命》上映，她在片中饰演了直爽率真大大咧咧行事果敢的女汉子张慧；12月2日，发行圣诞单曲《幸福的开关》；12月12日，周迅还主演了爱情喜剧片《我的早更女友》，她在片中饰演早更患者戚嘉。

2015年11月，其担任监制的都市爱情电影《陪安东尼度过漫长岁月》上映，该电影根据安东尼同名小说《陪安东尼度过漫长岁月》改编；12月12日，其担任固定主持的户外真人秀节目《西游奇遇记》播出，此外，周迅还与另外三位主持共同演唱节目的主题曲《难道你舍得忘记》。

2016年8月，由陆川执导的动物记录片《我们诞生在中国》在中国大陆上映，周迅担任中文版解说；9月6日，与梁朝伟联袂主演的电视剧《不怕黑》三部曲在湖南卫视持续三日独家首播，周迅在剧中演绎三个年龄层女性的人生故事和心路历程。

2017年7月，主演的文艺动作片《明月几时有》在中国大陆正式上映，饰演瘦弱文雅、脾气倔强的年轻姑娘方兰，周迅凭借该电影获得第37届香港电影金像奖最佳女主角提名、第25届北京大学生电影节最佳女演员奖。

2018年1月3日，获得2017年度中国艺术研究院电影电视评论周优秀女演员奖；8月，与霍建华领衔主演的古装剧《如懿传》首播，在剧中饰演饰演女主角乌拉那拉·如懿；11月，与秦昊领衔主演的剧情电影《你好，之华》上映，在电影中饰演饰演女主角袁之华，周迅凭借该电影获得了第55届台湾电影金马奖最佳女主角提名。

2019年8月23日，与吴镇宇、祖峰领衔主演电影《保持沉默》上映，在片中饰演律师端木兰和歌星万文芳，此外，周迅也演唱了该电影的主题曲《一生守候》；10月22日，明星纪实真人秀节目《奇遇人生第二季》在腾讯视频播出，周迅担任节目嘉宾。