2000至2002年，熊黛林连续3年参加国际时装周的表演，并在2002年获得第5届中国国际时装周年度最佳职业时装十佳模特奖。

2003年，熊黛林主演了程裕苏执导的纪录片《目的地上海》，饰演性感女郎，而这也是熊黛林的首部影视剧作品。

2004年，熊黛林与姜培琳代表中国优秀时装模特，参加春夏巴黎成衣发布周并在巴黎卢浮宫里举行“时尚中华·当代中国优秀时装设计师巴黎展示会；2005年，熊黛林与陈坤搭档主演了她的首张演唱专辑主打歌《月半弯》的MTV 。

2006年，郭富城拍摄游戏展主题曲《风之子》MV，指名身高1.78米的熊黛林担任其MV女主角，两人一吻定情。

2008年，熊黛林与甄子丹搭档主演了叶伟信执导的功夫片《叶问》，并在片中饰演叶问妻子张永成，该片荣获第28届香港电影金像奖最佳影片；12月，熊黛林参加湖南卫视的嘉宾访谈游戏秀节目《快乐大本营》的录制。

2009年，与王祖蓝、angelababy合作出演喜剧片《矮仔多情》；4月，熊黛林参加安徽卫视的金牌娱乐访谈节目《非常静距离》的录制；随后，还参加了香港TVB的烹饪游戏电视节目《美女厨房》的录制。

2010年，再度与甄子丹合作出演了叶伟信执导的功夫片《叶问2：宗师传奇》，饰演叶问妻子张永成；11与，与立威廉、何炅合作主演青春喜剧片《我的野蛮女友2》，饰演神秘美女尚真；随后，与古天乐、吴君如合作出演喜剧片《花田囍事2010》，饰演黄百万女儿黄莺。

2011年，出演时尚爱情偶像剧《拜金女王》，饰演因为家庭贫困的原因，导致从小就知道社会现实残酷的楚曼，而这也是她的首部电视剧作品；此后，与古天乐、张柏芝合作出演喜剧爱情片《最强囍事》，饰演溜溜前女友Victoria；2012年，在陈庆嘉执导的喜剧爱情片《八星抱喜》中，饰演未恋爱过的盲女谈笑；同年，熊黛林出演谷德昭执导的都市喜剧时尚片《男人如衣服》，饰演八面玲珑的JoJo。

2013年，与郑中基、吴君如合作出演喜剧片《百星酒店》，饰演影视明星柯夏萍。2014年，在谷德昭执导的爱情喜剧片《六福喜事》中，饰演秀波的妻子黛黛；此外，还参加了浙江卫视的户外竞技真人秀节目《奔跑吧兄弟》第一季第九期的录制 。

2015年，与Angelababy、李晨合作出演真人秀电影《奔跑吧兄弟》；3月，在王宁执导的爱情喜剧片《将错就错》中，饰演古董店的雇员颜琪；随后，与甄子丹、张晋合作出演动作片《叶问3》，饰演身患重病的叶问妻子张永成；7月，参加湖北卫视的明星恋爱真人秀节目《如果爱》的录制；此外，还参加了浙江卫视的户外竞技真人秀节目《奔跑吧兄弟》第三季第十一期的录制。

2016年11月，与梁朝伟、金城武合作主演张嘉佳执导的爱情喜剧片《摆渡人》上映，饰演马力的女友江洁；随后，与奥兰多·布鲁姆 、景甜、任达华合作出演动作片《极智追击：龙凤劫》 。

2020年8月，与娄艺潇、沈保平合作出演缉毒题材片《灭狐行动》。