2001年，出演个人首部电视剧《烟海沉浮》，从而开启了她的演艺生涯。2003年，出演剧情片《电影往事》。2005年，凭借奇幻动作片《无极》被观众认识。2007年，出演古装青春励志剧《再生缘》。
2008年，因在年代爱情剧《幸福还有多远》中饰演大丫而崭露头角。2009年，出演寻宝探险片《刺陵》。2011年，出演古装传奇剧《孔子春秋》。
2012年，出演爱情神话片《画皮2》。2014年，凭借时尚情感剧《一仆二主 》荣获国剧盛典观众喜爱的新人女演员奖。
2015年，出演古装爱情喜剧《班淑传奇》，饰演班淑的学生江绣；12月，发行个人音乐专辑《十八》。
2016年，凭借主演都市爱情剧《好先生》而获得广泛关注；与此同时，关晓彤还与郑爽、周冬雨、杨紫共同被评为“90后四小花旦。
2017年6月16日，关晓彤凭借电视剧《好先生》荣获2017年第23届上海电视节最佳女配角奖。
