2004年9月11日，周晓涵出席台湾综艺节目《我猜我猜我猜猜猜》超人气网络美少女单元，从而人气大增。

2007年，周晓涵参演的《至尊玻璃鞋》和《18禁不禁》相继播出。

2008年，周晓涵在《三明治先生》中饰演阳光大学生孙嘉琳。

2009年4月10日，周晓涵与明道、吴亚馨、郭品超、吴玟萱为华视偶像剧《敲敲爱上你》在台湾举行试片会。该剧于4月12日晚10点在台湾首播。6月，周晓涵亮相环保宣传纪录片《拯救地球》首映礼。

2011年，周晓涵加盟于3月25日开机的《命运交响曲》，饰演刘芸希。该剧于10月3日国庆档在安徽卫视与深圳卫视同步上星播出。

2013年，周晓涵在《璀璨人生》中饰演了“刘小蕙”一角。同年，周晓涵在《一克拉梦想》中饰演杨庭，女主角美丽的邻居，剧中王维追求的对象。

2015年1月，周晓涵加盟的节目《完美邂逅》明星季第二篇章完结。

2018年12月19日，主演青春励志喜剧《武大的小姐姐们》在优酷上线，在剧中饰演西施。