1998年，参演首部电视剧《表演系的故事》。2001年，参演反映农村生活题材的16集电视连续剧《黄沙下面是沃土》。

2002年，在清宫戏《莲花落》中饰演少女时期的慈禧；在《闻一多》中饰演闻一多的夫人高正；9月，与陆毅、袁立、孙红雷主演汪俊执导的电视剧《浮华背后》，饰演女二号女警苏畅。

2003年，参演《刺虎》，与年羹尧的扮演者吕良伟是一对恋人，扮演湘红；同年，签约北京影艺者广告公司，成为该公司首签的第一位女艺员。

2005年，与韩雪、贾一平合作主演《错爱一生》，饰演个性张扬跋扈的顾忆罗。

2010年6月，与杜志国、陈锐主演的商战传奇电视剧《风雨雕花楼》播出，温峥嵘在剧中饰演董萧；7月，在央视剧《洪湖赤卫队》中饰演洪湖赤卫队书记韩英。2011年10月，在《千山暮雪》中饰演性格骄傲、独断专行、情欲所疯狂的神经质女人慕家长女慕咏飞。

2012年3月，参演电视剧《只要你过得比我好》，挑战从少女到老年的年龄跨度；2013年11月，参演民国剧《如锦》，饰演“豆腐西施”李如锦。

2015年，主演的红色经典大剧《渔岛怒潮》播出饰演女主角刘三嫂；同年，由何明翰、林江国联袂主演大型红色战争电视剧《十个连长一个班》，在剧中饰演“特别行动班”的指导员张兰香。

2016年，由刘冠城、刘金山联袂主演抗战轻喜剧《迷雾1945》，在剧中饰演王红英；同年，由王新军、隋俊波联袂主演谍战反特动作剧《半步之遥》中饰演女一号宋青。

2017年，主演于漫洋执导的抗战传奇剧 《悬红》饰演一名身份特殊的抗战医院院长郑筱秋。

2019年8月24日，因出演电视剧《飞天英雄》中的女一号李洁，出席了由国家广播电视总局主办的“我爱你，中国”优秀电视剧百日展播活动。

2020年，参演古装剧《玉楼春》；10月2日，参加腾讯视频导演选角真人秀《演员请就位第二季》。同年，参演电视剧《若你安好便是晴天》，饰演陆丹。11月11日，主演的荒诞幽默悬疑电影《一日成交》上映。