2009年，应邀参加“第24届哈尔滨世界大学生冬季运动会”开幕式演出，并参加了中央电视台元旦晚会。

2011年，郎月婷在一个偶然的机会下出演了林兆华导演、濮存昕主演的话剧《伊凡诺夫》，在初次接触表演后，她萌生了做演员的想法。

2013年，郎月婷因机缘与导演杜琪峰结识，随后接拍了她人生中的第一部电影《盲探》，在片中与刘德华上演对手戏，饰演了一位心理畸形、为爱痴狂的女性。

2015年，郎月婷在杜琪峰执导的歌舞电影《华丽上班族》中饰演受过高等教育却涉世未深的新人琪琪，并与王紫逸共同演唱影片的插曲《爱上被你爱上的自己》。同年，与王紫逸合作主演的爱情片《喊·山》入选釜山国际电影节闭幕影片，郎月婷也凭借在影片中饰演的失语女孩”红霞“一角获得第20届釜山国际电影节亚洲新人大奖。

2016年3月，出演王梓轩单曲《碰不上会更美》MV中的女主角。5月，第二十三届北京大学生电影节闭幕式暨颁奖典礼在北京奥体中心举行，郎月婷凭借电影《喊·山》提名第23届北京大学生电影节最佳新人奖；而之后又凭借该片入围第19届上海国际电影节之电影频道传媒大奖最受关注女主角。6月2日，由王丽坤、郑元畅主演的古装玄幻剧《天泪传奇之凤凰无双》开机，郎月婷在剧中饰演萧皇后。7月，与钟汉良、李政宰合作主演的悬疑电影《惊天大逆转》在中国大陆上映，郎月婷在片中饰演一位高智商的心理医生。

2017年4月，郎月婷与黄轩、段奕宏联袂主演动作缉毒警匪片《非凡任务》，在剧中饰演一位内心复杂的女毒贩。11月3日，由张艾嘉执导的亲情电影《相爱相亲》上映，片中郎月婷首次以短发造型诠释了一位电视台真人秀节目的编导。

2018年4月，郎月婷凭借《相爱相亲》中的薇薇一角获得第23届华鼎奖最佳女配角提名。4月25日，郎月婷与《相爱相亲》剧组共同出席第37届香港电影金像奖，并与薛凯琪一同为最佳两岸华语电影颁奖。同年，她与张译合作主演由高群书执导的谍战电影《刀尖》。