1993年以兼职广告模特出道。1995年因出演台湾电影《学校霸王》而崭露头角。1998年，主演清宫剧《还珠格格》一举成名，该剧创造出收视率中国第一、亚洲第一、重播率最高等多项纪录。2001年主演的民国剧《情深深雨濛濛》成为年度收视冠军。2003年凭借电视剧《男才女貌》荣获“央视十佳女演员”；同年主演年代剧《半生缘》颇受好评。2004年，赴美国纽约电影学院进修表演。2008年，发行第二张个人专辑《新如主义》，并获得了12届七彩金曲奖年度全能艺人和最佳金曲奖。

2009年成立林心如工作室。2010年主演古装剧《美人心计》、《三国》，并获第5届首尔国际电视节中国最受欢迎演员奖、国剧盛典最受欢迎港台女演员等多个奖项。2011年，首次担任制作人并主演的古装剧《倾世皇妃》大获成功，并获得国剧盛典最佳制片人等奖项。2014年主演的电影《京城81号》以超过四亿的票房刷新国产惊悚片最高票房等十项纪录。同年，凭借制作并主演的台剧《16个夏天》获得了第50届台湾电视金钟奖戏剧节目奖、最佳女主角提名和亚洲电视大奖最佳女主角提名等奖项。2016年，第二次登上中央广播电视总台春节联欢晚会演唱歌曲《山水中国美》。2018年，凭借电影《嫌疑人X的献身》获得了第23届华鼎奖最佳女主角奖。2020年，特别出演网剧《谁是被害者》及主演《她们创业的那些鸟事》。2021年，制作并主演的《华灯初上》三部曲在Netflix全球独播。