2000年，主演根据中国台湾女作家席绢同名小说改编的电视剧集《上错花轿嫁对郎》，黄奕在这部剧中扮演从一个善良耿直遇事爱打抱不平的李家大小姐，又错嫁到林州洪天齐府做了齐天磊的妻子李玉湖，和聂远扮演一对夫妻。

　　2003年，与古巨基、周杰、马伊琍、黄晓明等演员合作主演电视剧《还珠格格第三部天上人间》，黄奕在这部剧中扮演活泼善良爱打抱不平的小燕子。在此期间，黄奕还主演了电视版的《卧虎藏龙》。

　　2004年，黄奕参与演出了由上海海润影视制作有限企业、上海影片集团、香港成龙影业有限企业、文新报业集团联合投资制作，香港导演关锦鹏执导的电视剧《长恨歌》的第一女主角“王琦瑶”，并在同名影片中参与演出重要角色。剧组还特地为黄奕推出了真人版漫画，从而使之成为推出漫画集的第一位中国女星。参与演出央视春晚《祝福春天》。

　　2005年年底，黄奕加盟全球最大的唱片企业索尼 BMG，正式进军歌坛，并推出了第一张专辑《第一个夏天》，专辑销量达到30多万张。由于这张专辑，黄奕在2006年获得了“雪碧中国原创音乐榜”优秀新人奖、广州金曲金榜地“内地2005年度金曲奖”、福建“第三届东南劲爆音乐榜”的“内地最佳唱作女歌手”奖项。

　　2006年，黄奕参与演出“民国第一悲剧”，鸳鸯蝴蝶派代表作《秋海棠》改编的3同名电视连续剧，第一次挑战年龄跨度长达40岁的角色。仍是这年，黄奕以嘉宾的形式参加《超级访问》综艺节目。

　　2007年，黄奕参与演出巴金名著《家》剧中扮演瑞珏，转型成功。仍是这年，黄奕与北京保利博纳影片发行企业高调签约。6月5号，在第一届国产影片新人新作展中获得2006年度新锐演员奖。9月份，黄奕参演古装黑色幽默片《神工》，参与演出角色唐小蝶。参与演出刘德华投资的影片《兄弟之生死同盟》，黄奕在这部片中扮演苗侨伟的女友律师庄晴。11月份，黄奕参与拍摄由贾樟柯监制、余力为导演的新片《塑料城市》。

　　2008年，黄奕凭借黄奕凭借《荡寇》入围第65届威尼斯影展。参演影片《十全九美》，黄奕扮演的民女唐小蝶。参与并担任主演央视假日剧《青春舞台》。

　　2009年，黄奕参演影片《倔强的萝卜》，黄奕扮演角色赵玥。2010年1月份，参演影片《武林笑传》，黄奕扮演“风情”女掌柜。2010年，黄奕做客《非常静距离》，2011年，黄奕做客《今夜有戏》。

　　2011年，黄奕参演影片《一路有你》、《窃听风云2》、《竞雄女侠秋瑾》、《东成西就2011》等。与刘德华一同参与演出的《兄弟之生死同盟》。2011年，黄奕所参与演出的影片总票房已超过4亿元人民币。2012年，黄奕参演3D篮球题材励志影片《神奇》，参与演出篮球宝贝。

　　2012年6月份，黄奕首部自导自演的微影片《交换》在上海影片节手机影片节上亮相，这是黄奕第一次以导演的身份参与微影片拍摄。2013年，黄奕参演影片《毒战》，剧中扮演干练潇洒的缉毒警小贝。仍是这年在影片《窃听风云3》，黄奕将第一次尝试黑帮大姐大的角色。仍是这年，黄奕参演影片《史前怪兽》。

　　2014年5月29号，黄奕客串参与演出影片《窃听风云3》中国上映。2015年7月1号，黄奕主演的影片《默守那份情》在中国上映。2015年，黄奕参演历史学问影片《国酒》。2017年，黄奕参演都市爱情片《识色，幸也》，在片中扮演邝原曦。

　　2019年6月21号，黄奕参演的影片《碟仙》播出，在片中扮演单亲妈妈梦瑶，而后出席第22届上海国际影片节金爵奖颁奖典礼红毯。仍是这年，黄奕主演影片《爱笑种梦室之白蛇传说》，在片中扮演黄小奕。

　　2020年9月份，黄奕加盟Tencent视频导演选角真人秀《演员请就位第二季》。9月28号，黄奕确认加盟综艺节目《奋斗吧主播》。

　　2021年1月15号，黄奕加盟湖南卫视熟龄女性甜蜜觅爱社交原创综艺《怦然再心动》；1月26号，黄奕加盟Tencent视频综艺节目《吐槽大会第五季》；1月29号，黄奕参与演出的喜剧爱情影片《移情高手》上映；参与录制了《王牌对王牌第六季》20210326期节目。4月份，参加由搜狐视频出品的萌娃美食真人秀《天呐!你真高第二季》；5月份，黄奕参加综艺节目《上班啦!妈妈》；7月9号，出演的冒险悬疑动作影片《龙棺古墓：西夏狼王》在爱奇艺独家上线；8月14号，黄奕出演的影片《重回地球》上映。10月9号，出演的影片《爸爸妈妈别离开我》在上海举行开机资讯发布会；10月份，黄奕主演的影片《平凡英雄》杀青；参演电视剧《理想照耀中国》。

　　2022年2月份，黄奕主演的喜剧影片 《重回地球》定档9月9日上映。5月20号，黄奕参加的励志成长音乐竞演节目《乘风破浪第三季》以及为节目舞台准备的一首原创歌曲《Who Is Back》上线。9月3号，参加传媒荣誉之夜；9月30号，黄奕出演的影片《平凡英雄》播出。

　　2023年1月22号，黄奕参加《2023年东方卫视春节联欢晚会》；2月13号，黄奕参演电视剧《夏花》播出，在这部剧中扮演仇嘉荣。