2002年，童瑶被导演李文歧选中，出演年代传奇剧《林海雪原》，饰演剿匪小分队卫生员白茹，而这也是她的首部影视剧作品。

2007年，出演方军亮执导的爱情片《不敢说爱你》，饰演外貌清纯、做事稳重的蓝馨。2009年，童瑶在青春爱情片《台北飘雪》中，饰演大陆女歌手五月。2010年，主演家庭情感剧《家常菜》，饰演家境贫寒的何文远；同年，主演年代抗战剧《桥隆飙》，饰演沦落风尘的青楼女子小白龙。

2011年，在青春爱情片《最长的拥抱》中，饰演叛逆北漂女孩小北。2012年，童瑶与黄渤、高虎合作出演年代抗战剧《民兵葛二蛋》，饰演敢爱敢恨的村长女儿孟喜子。 9月，在《优品》杂志6周年庆典上荣获“年度飞跃演员”奖项。

2013年，童瑶凭借年代抗战剧《民兵葛二蛋》荣获中国电视剧年度明星盛典“新锐女演员”奖；3月，在都市家庭情感剧《独生子女的婆婆妈妈》中，饰演厦门一家报社记者李小曼；同年，与周渝民、曹云金合作出演青春爱情片《早见晚爱》，饰演从乖乖女成长为创业的女老板周挺。

2014年，与蒋欣、张歆艺联决主演都市爱情剧《新闺蜜时代》，饰演文艺青年，与樊斌闪结闪离周小北；7月，童瑶与赵文卓、范冰冰合作出演武侠奇幻剧《白发魔女传之明月天国》，饰演乳娘府公主客娉婷；12月，出演家庭伦理剧《爸爸快长大》，饰演银行的职场新人，为爱执着的率真女王珊珊；随后，在都市情感片《后妈许多多》中，饰演敢爱敢恨的女编剧许多多，而该片是童瑶与导演林柯继《民兵葛二蛋》的第二次合作 。

2015年，主演常晓阳执导的都市情感剧《转身遇到你》，饰演鬼马乖张，行事不拘小节的万欣欣；7月，主演都市时尚爱情剧《定制幸福》，饰演时尚圈一线设计师。2016年，出演路奇执导的年代情感剧《乔家大院之光明之路》；

2016年8月，出演由汪俊执导，周迅、霍建华等主演的古装宫斗电视剧《如懿传》，并在剧中饰演皇贵妃高晞月。2017年，出演由杨阳执导的古装玄幻电视剧《将夜》，饰演李渔。

2018年，与王凯、杨烁、董子健合作出演当代题材电视剧《大江大河》，在剧中饰演宋运萍一角。

2019年6月14日，凭借《大江大河》获得第25届上海电视节白玉兰奖最佳女配角奖。7月12日，主演都市情感剧《三十而已》，在剧中饰演顾佳。10月，入围第六届“中国电视好演员”绿组女演员候选名单。