佟丽娅一共演过43部电视剧。
2006年，佟丽娅大二时出演由尔冬升执导的电视剧《新不了情》，凭借剧中“李再爱”一角的清丽表现获得关注，自此正式出道。
2008年，在电视剧《母仪天下》中佟丽娅出演剧中的“赵飞燕”一角。同年，在生活剧《我是一棵小草》中，佟丽娅饰演岳小梅。
2009年，佟丽娅又出演了《人活一张脸》，《大屋下的丫鬟》，《烟雨斜阳》三部电视剧。
2010年，佟丽娅首次搭档霍建华，在《怪侠一枝梅》饰演荆如忆。在电视剧《无懈可击之美女如云》饰演姚辉。在《我的经济适用男》饰演何小君。
2011年，《唐宫美人天下》饰演舞倾城。佟丽娅在《美人天下》中再次扮演擅长歌舞的舞倾城。佟丽娅搭档杨幂、冯绍峰在《宫锁心玉》饰演层次丰富，舞艺精湛的“年素言”。“年素言”原名佟素言，其历史原型是雍正皇帝的敦肃皇贵妃年氏。同年在电视剧《梦回唐朝》中客串饰演反面角色“陶美人” 。
2012年，佟丽娅在电视剧《北京爱情故事》中饰演沈冰。在电视剧《恋爱的那点事儿》中饰演于湖新。与杜淳饰演一对情侣。 在《爱可以重来》中，佟丽娅饰演的女主角陆嘉亮 。
2013年，在电视剧《刀客家族的女人》饰演葛大妮。在电视剧《唐山大地震》中饰演女一号万小灯。在电视剧《80婚约》中佟丽娅饰演苏劲。在电视剧《王的女人》中佟丽娅客串出演了海天的嫔妃吴美人，在《断奶》中饰演安琪一角。10月主演医疗行业剧《产科医生》，片中饰演女主角何晶。 因为主演必须在剧中进行专业的产科手术，为了使演绎起来更加专业、自然，佟丽娅也进产房观摩了3场真实的顺产手术。
2014年，佟丽娅在电视剧《恋爱的那点事儿》中出演女主角“亚熟女”于湖新。在电视剧《恋恋不忘》中扮演女主角吴桐，与言承旭饰演的霸道总裁上演爱情故事。佟丽娅携手李光洁、赵子琪、朱锐等主演都市情感剧《酷爸俏妈》，剧中饰演小学英语老师黄小颖。
2015年，路遥同名小说改编的电视剧《平凡的世界》首播，佟丽娅饰演“新时代新女性的代表者”田润叶。佟丽娅主演的都市轻喜剧《酷爸俏妈》上星首播，剧中扮演双面性格的叛逆少女小颖。
2016年，11月初参演古装剧《琅琊榜之风起长林》，饰演荀皇后。
2008年，在电视剧《母仪天下》中佟丽娅出演剧中的“赵飞燕”一角。佟丽娅凭借扎实的舞蹈功底和演技成功塑造了“赵飞燕”一角，饰演古装造型。同年，在生活剧《我是一棵小草》中，佟丽娅饰演岳小梅。
2009年，佟丽娅又出演了《人活一张脸》，《大屋下的丫鬟》，《烟雨斜阳》三部电视剧。
2010年，佟丽娅首次搭档霍建华，在《怪侠一枝梅》饰演荆如忆。在电视剧《无懈可击之美女如云》饰演姚辉。在《我的经济适用男》饰演何小君。
2011年，《唐宫美人天下》饰演舞倾城。佟丽娅在《美人天下》中再次扮演擅长歌舞的舞倾城。佟丽娅搭档杨幂、冯绍峰在《宫锁心玉》饰演层次丰富，舞艺精湛的“年素言”。“年素言”原名佟素言，其历史原型是雍正皇帝的敦肃皇贵妃年氏。
2011年，佟丽娅与飞轮海成员汪东城共同主演了她的首部大银幕作品，悬疑爱情惊悚片《紫宅》。同年在电视剧《梦回唐朝》中客串饰演反面角色“陶美人”。
2012年，佟丽娅在电视剧《北京爱情故事》中饰演沈冰，被网友称为“最理想的模范女友”。在电视剧《恋爱的那点事儿》中饰演于湖新 ，与杜淳饰演一对情侣。在《爱可以重来》中，佟丽娅饰演的女主角陆嘉亮 。
在电视剧《刀客家族的女人》饰演葛大妮。
2013年8月，在电视剧《80婚约》中佟丽娅饰演苏劲。 在电视剧《王的女人》中佟丽娅客串出演了海天的嫔妃吴美人。 在《断奶》中饰演安琪一角。 在《全民目击》中饰演李晓妮，剧中扮演的是由邓家佳饰演的林萌萌的老师，由郭富城饰演的检察官童涛的女友。 10月主演医疗行业剧《产科医生》， 片中饰演女主角何晶。
佟丽娅在电视剧《恋爱的那点事儿》中出演女主角“亚熟女”于湖新 。在电视剧《恋恋不忘》中扮演女主角吴桐，与言承旭饰演的霸道总裁上演爱情故事。
。8月，佟丽娅携手李光洁、赵子琪、朱锐等主演都市情感剧《酷爸俏妈》，剧中饰演小学英语老师黄小颖
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恋爱的那点事儿 (2013)
导演: 谭朗昌 / 祝东宁
编剧:柳暗花溟
主演: 杜淳 / 佟丽娅 / 薛佳凝 / 周一围 / 张璇 / 更多...
类型: 喜剧 / 爱情
制片国家/地区: 中国大陆
语言: 汉语普通话
首播: 2013-12-23(中国大陆)
集数: 35
单集片长: 40分钟
饰演蒙浅雪
爱无痕
饰演沈怜星
酷爸俏妈
饰演黄小颖
平凡的世界
饰演田润叶
大都市小爱情
饰演苏劲
产科医生
饰演何晶
恋恋不忘
饰演吴桐
刀客家族的女人
饰演葛大妮
恋爱的那点事儿
饰演于湖新
王的女人
饰演吴美人