2011年，出演郑晓龙执导的清装宫廷剧《甄嬛传》中，饰演被皇后利用的祺贵人。2012年，与邱心志、孙耀琦合作出演古装爱情剧《上错花轿之三嫁奇缘》，饰演相貌靓丽惹人宠爱的杨云友。

2013年，在古装传奇动作剧《隋唐演义》中，饰演二贤庄小姐单盈盈；2月，出演周星驰执导的古装神话片《西游·降魔篇》，饰演花痴小师妹云蕾，而这也是唐艺昕的首部电影作品；3月，唐艺昕与李宗翰、张咏棋合作出演都市时尚情感《百万新娘之爱无悔》，饰演绍华的干女儿叶灵；5月，与赵丽颖、陈晓合作出演古装励志剧《陆贞传奇》，饰演三番五次陷害陆贞的宫女沈碧。

2014年，出演张博昱执导的都市偶像爱情剧《加油爱人》，饰演出生清贫的善良女孩任慕研；随后，出演张博昱执导的都市情感剧《幸福爱人》，饰演张翰宇的前妻任慕妍；12月，唐艺昕与蔡少芬、朴海镇合作出演时尚情感剧《爆米花》播出，饰演银行上海分行人事部主任胡朝静；同年，与汤唯、冯绍峰合作出演青春爱情剧《黄金时代》。

2015年，参演秦小珍执导的都市爱情片《陪安东尼度过漫长岁月》，在片中饰演留学生小萱；4月，与陈妍希、郑恺共同主演爱情喜剧片《年少轻狂》，饰演神出鬼没、爱好古怪，让旁人难以理解的田橙橙；同年，搭档陈伟霆主演都市情感剧《因为爱情有幸福》，饰演资深编剧；9月，在民国传奇剧《太极宗师之太极门》中，饰演朱飘逸的妻子柳迎春。

2016年，在古装武侠剧《青云志》中，饰演田不易的女儿田灵儿；4月，再度与陈伟霆合作主演青春爱情片《那件疯狂的小事叫爱情》，饰演操机员，江洋的徒弟；随后，唐艺昕与吴秀波 、刘涛合作出演古装传奇剧《军师联盟》，在剧中饰演曹魏王朝第一位皇后郭照；5月，搭档张东健主演都市情感剧《我曾爱过你想起就心酸》。

2017年3月，搭档林峰主演古装爱情传奇剧《独步天下》，她在剧中一人饰演三个角色，分别是布喜娅玛拉格格、步悠然、海兰珠；随后，主演悬疑犯罪网络剧《心理师》，在剧中饰演活泼热情的欧阳欣；7月，加盟湖南卫视生活体验秀节目《我们来了》第二季的录制，这也是唐艺昕首度常驻真人秀节目；8月，录制腾讯视频播出的户外建筑创意挑战真人秀节目《漂亮的房子》。

2018年06月10日，参演由爱奇艺自制时尚行业剧《买定离手我爱你》，在剧中饰演为自己所热爱的事业前进不止的丁亦可。

2020年8月21日，与黄志忠、欧豪、王千源合作出演的战争题材片《八佰》上映；11月15日，搭档张一山主演的古装武侠剧《鹿鼎记》播出，剧中饰演建宁公主。