2004年，施予斐因與周杰倫合拍手機廣告而出道娛樂圈 。2005年，出演個人首部影視作品《雪域迷城》 。

2007年，出演個人首部大銀幕作品，在主旋律愛情片《那時花正開》中飾演美麗的鄉(xiāng)村女教師劉云 。

2008年，在電影《人魚帝國》中擔任女主角 。2011年，主演宮斗劇《帝錦》。2013年，主演喜劇片《花城戲事》。

2014年，主演浪漫愛情片《情敵蜜月》。2015年，憑借愛情片《既然青春留不住》獲得第18屆上海國際電影節(jié)之第12屆電影頻道傳媒大獎最佳女配角獎提名 。

2016年，出演的現(xiàn)代動作喜劇片《快手槍手快槍手》上映 。2018年，其出演的個人首部清裝劇《延禧攻略》播出 。

2020年，主演架空年代古裝劇《冰芯明月夙傾城》 。2021年8月14日，主演的電影《催婚》在全國上映 。

2023年3月28日，出演的電影《陽神之太上忘情》在騰訊視頻、愛奇藝播出，在片中飾演魅惑圣女趙妃蓉 ;4月14日，出演的愛情喜劇院線電影《倍兒喜歡你》上映，在片中飾演居酒屋的老板娘岳曉美 ;4月5日，出演的年代諜戰(zhàn)懸疑劇《薄冰》播出 ;5月22日，特別出演的古裝喜劇《在下李佑》播出，在劇中飾演多才多藝的歌姬李環(huán) ;6月21日，出演的熱血成長勵志劇《雪鷹領主》播出，在劇中飾演擁有“動漫第一女戰(zhàn)神”的稱號，不僅是一位美麗與颯氣并存的血刃酒館老板娘葉玫 ;12月12日，施予斐出演的年代大劇《畫眉》播出，在劇中飾演蘇聯(lián)歸國的女科學家賀習文 。