2011年，宋芸桦在五月天的MV《三个傻瓜》中饰演了女主角青少年时期的模样。

2014年8月15日，主演的《等一个人咖啡》在中国台湾和香港公映，10月17日，《等一个人咖啡》在中国内地上映。

2015年，在主演的电视剧《唯一继承者》中饰演叶筱荷；同年，参演都市爱情电影《陪安东尼度过漫长岁月》。

2015年11月19日，领衔主演的青春校园爱情电影《我的少女时代》上映，凭借该片获得第24届上海影评人奖最佳新人女演员奖。

2016年，主演青春奇幻偶像剧《别那么骄傲》。2017年主演小沈阳自导自演的电影《猛虫过江》在2018年暑期上映。

2018年，与沈腾共同主演的喜剧电影《西虹市首富》于2018年7月27日全国上映。

2019年1月20日，获得2018-2019中国文娱金数据发布盛典年度电影票房贡献新生代女艺人奖。10月11日，加盟国内首档导演选角真人秀《演员请就位》。