2001年，担任王力宏演唱的歌曲《安全感》的MV女主角；同年，出演个人首部电视剧《流星花园》，在剧中饰演阿香，从而正式进入演艺圈；同年，凭借电视剧《18岁的约定》入围“金钟奖”最佳女配角。

2002年，与钟汉良、郑安伦、李元伯、林志颖合作主演台湾偶像剧《偷偷爱上你》，在剧中饰演雷爱玲的得意门生黎蒨。

2003年，出演个人首部电影《向左走．向右走》，在剧中饰演小君；同年，与徐若瑄、周渝民、朱孝天合作主演台湾偶像剧《狂爱龙卷风》，在剧中饰演马晶晶；同年，与彭于晏、秋瓷炫合作主演台湾偶像剧《恋香》，在剧中饰演王以恩，并为该剧创作钢琴插曲《无私的默契》；同年12月，与相马茜一同参加华视综艺节目《快乐星期天》的录制。

2004年，与陈宇凡、郑元畅、唐禹哲合作主演台湾偶像剧《撞球小子》，在剧中饰演女主角阿茵，并为该剧演唱插曲《Freedom》；同年，出版首本个人写真集《许玮伦的蛋蛋日记》。

2005年，与贺军翔、柯叔元、张睿家、王宇婕合作主演台湾偶像剧《恶男宅急电》，在剧中饰演独立自主的女主角苏蓉蓉。

2006年，出版个人第二本写真集《许玮伦的美丽7堂课》；同年，与立威廉、印小天、柯淑勤合作主演爱情偶像剧《想飞》，在剧中饰演个性直率的女主角程风。

2007年1月，主演都市偶像剧《太阳的女儿》，在剧中饰演温柔善良的女主角尹思嘉，这也是许玮伦的最后一部影视作品。