1990年，13岁的何琳出演第一部电影《禁烟枪手》，在剧中饰演小兰。

1996年，参演张弘执导的儿童电影《贝加的樱桃班》，在剧中饰白老师。

1997年秋，刚上大二的何琳首次出演电视剧，在杨阳执导的《牵手》中饰演敢爱敢恨的女主角夏晓冰，获第17届中国电视金鹰奖优秀女配角奖。

1998年，上大三时何琳出演由安战军执导的《一年又一年》女主角陈晓欧。

2000年，出演《欲望》、《白色陷阱》 、《玲珑女》、《莲花太子》四部电视剧，并与林鹏主演电影《路缘情归》。

2005年，28岁的何琳出演的电视电影《为奴隶的母亲》获得第33届国际艾美奖最佳女主角奖，此前中国电影及演员连提名也没得到过，也是亚洲女星第一次获该奖项。同年主演《梦回清河》、《美丽的谎言》、《十月怀胎》等连续剧。

2006年，在电视剧《麻辣婆媳》中饰演吴芮，获第26届中国电视剧飞天奖优秀女演员提名；同年，出演都市情感剧《一一之吻》；同年，在张柏芝主演电视剧《天涯歌女》中饰演赵花。

2008年，主演电视剧《女人无悔》，饰演孤儿石惠，该剧讲述了石惠艰难创业的奋斗历程与感情史；同年，在新版电视剧《再向虎山行》中出演经典年代美女李梦颖。

2009年，在年代剧《金婚风雨情》中饰演秀清；同年，在电视剧《家常菜》中饰演杨麦香；同年，在《建国大业》中客串解放军女兵。

2010年，主演反映河源客家文化的电影《阿妹》；同年，在电视剧《不能没有娘》中出演善良的渔村女教师“海娘”；同年，主演抗日题材的电视连续剧《激战江南》。

2011年，参加东方卫视《舞林大会》第二期，表演节目“黑天鹅”；同年，与果静林主演以为“两弹一星”研制做出巨大牺牲的无名英雄为原型的电视剧《青海花儿》；同年，参演大型纪实性主旋律革命史诗大片《国家命运》，在剧中饰演钱学森的夫蒋英。

2012年，在当代都市家庭喜剧《那金花和她的女婿》中饰演男主角何兆海后来的女朋友丁心茹。

2013年，出演电视剧《影子在行动》；同年，在第三届时尚大典——“蝶舞新翩”2013 时尚影响力大典中获封年度杰出女演员；4月，参与录制了CCTV2两期《购时尚》五一特别节目。

2014年8月8日，出演的历史传记题材剧《历史转折中的邓小平》在央视一套黄金档播出，在剧中饰演邓小平同志的三女邓榕。

2019年2月，与章子怡、吴京合作出演的剧情冒险电影《攀登者》开拍。