1997年，参演第一部电视剧《新乱世佳人》，扮演恬妞的女儿董小玉 [16]  。同年，在《忠勇小状元》饰演丁宁。

1999年，在电视剧《十五贯传奇》（又名《百烈刀》）中饰演苏茂娟。并在电影《我们结婚吧》（又名《上海之恋》）饰杨妍。

2000年，在电视剧《红色警戒》里饰演女警尤婷。

2001年，参演电视剧《青春不解风情》，饰演饰陈玉；在《少年黄飞鸿》饰艳红；《非常情网》饰吴雨婷。同年，在电影《海角惊魂》里饰白伶。

2002年，在电视剧《故事2001续集》饰梅萍；《脚下天堂》饰沈小边；《青鸟的天空》饰罗曼；同年，出演电影《惊夜深呼吸》、《警之恋》。

2003年，参考电视剧《少年康熙》，饰赫舍里芳儿；在《子夜惊魂》里饰阿虹。

2004年，在电视剧《谍战之特殊较量》饰 吴茗；《爱在边缘》饰武咪咪。

2005年，在电视剧《中国式结婚》饰关燕；《没完没了的爱》饰米婷婷。

2006年，参演电视剧《女人不哭》，和汤唯、田海蓉合作，在片中她饰演阿梅。

2007年，与邓超、田海蓉主演电视剧《女人不哭》饰演阿梅；同年与黄海波主演《笑着活下去》，饰演女一号晏阳。

2008年7月，在谍战剧《生死谍恋》中饰演首次饰演地下党员夏潇雪。2009年5月，与保剑锋、佟丽娅领衔主演《我是一棵小草》中饰演“林小草”，并演唱主题曲《小草》；

2010年1月，与杜淳主演的《中国家庭之新渴望》播出；8月，和杜淳主演的都市生活剧《保姆与保安》播出，出演保姆苏大苗，与杜淳演绎保姆与保安的爱情故事。

2011年与黄海波主演的电视剧《永不磨灭的番号》播出，姚芊羽饰演赛貂蝉，凭借《永不磨灭的番号》夺得华鼎奖“老百姓最喜爱的影视明星”奖。

2012年3月，参演家庭轻喜剧《媳妇是怎样炼成的》，提名华鼎奖中国都市题材电视剧最佳女演员；11月，在《媳妇的美好宣言》中饰演美丽善良的80后女青年毛绒绒。

2014年，拍摄电视剧《失婚男女》，饰演顾盼。同年，拍摄电视剧《暖男的爱情与战争》，饰演沈莲 。4月17日，主演的《大当家》在东方卫视播出。

2015年主演电视剧《义道》；与李威主演电视剧《好妻子》。

2016年主演的时代英豪传奇剧《义道》。8月姚芊羽主演刑侦追捕剧《莫斯科行动》，演起了犯罪团伙的“大Boss”。

2019年主演现实励志题材剧《春暖花又开》。