2008年，馬思純主演了正式出道演藝圈的首部作品，她與郭曉冬搭檔主演了根據網絡小說《爸爸我懷了你的孩子》改編的都市愛情劇《戀人》，并在劇中飾演了敢愛敢恨的女主角思純   ；同年，馬思純還與檀健次、莫文蔚、蔣雯麗共同出演了電影《秘岸》。2009年，馬思純又出演了蔣雯麗執(zhí)導的劇情片《我們天上見》。
2011年，馬思純與胡歌、陳柏霖、陳意涵合作出演了都市時尚劇《摩登新人類》，并在劇中飾演了知性聰慧的完美小姐溫雪  。
2012年，馬思純與范植偉搭檔主演了現代情感電影《歲月無聲》，并在劇中飾演了女主角楊朵朵   ，馬思純也憑借此片獲得了中國電影表演藝術學會金鳳凰最佳新人獎  ；隨后，馬思純還與扎西頓珠搭檔主演了系列都市時尚單元劇j《刷新3+7》之《小城故事多》，并在劇中飾演了如丁香花般的美麗女孩小苗  。
2013年，馬思純與丹尼斯·吳搭檔主演了治愈系愛情劇《未婚妻》  ，并在劇中飾演了單純善良的女主角藍小依 ；同年，馬思純還與黃軒、蔣雯麗、林棟甫共同出演了根據小說《愛比死更冷》改編的愛情電影《白相》。
2014年，馬思純先是與張國立、蔣雯麗、劉立合作主演了現代情感劇《愛情最美麗》，并在劇中飾演了善良純真的80后氣質女孩兒馬曉燦  ；隨后；馬思純又在與范冰冰、張豐毅、李治廷等人共同出演的古裝人物傳奇劇《武媚娘傳奇》中飾演了命運悲慘的魏國夫人賀蘭敏月  ；同年，馬思純又與陳都靈、歐豪、楊洋聯袂主演了蘇有朋的大銀幕導演處女作《左耳》  ，她在片中飾演了個性張揚放肆且敢愛敢恨，猶如向日葵般妖艷的吧啦 ，馬思純則憑借在片中的不俗表現贏得了更多業(yè)內人士與觀眾的好評和關注 ，并首次獲得臺灣金馬獎最佳女配角提名   ；此外，馬思純還與何潤東、張鈞甯共同主演了都市寵物愛情片《我的男友和狗》   ；以及，與孫儷、劉濤、馬蘇等人合作出演了戰(zhàn)國宮廷傳奇劇《羋月傳》，而她在劇中則飾演了頗有心機的魏國公主魏頤  。
2015年，馬思純與張若昀等人共同主演了青春校園喜劇片《奇葩朵朵》  ；隨后，她與霍建華搭檔主演了根據同名網絡小說改編的懸疑愛情劇《他來了，請閉眼》，并在劇中飾演了溫婉甜美且聰慧堅強的女主角簡瑤   ，而該劇在搜狐視頻播出期間的網絡播放量便突破了十二億次  ；同年，馬思純還與鹿晗、井柏然、王景春聯袂主演了動作懸疑冒險片《盜墓筆記》，她在片中則飾演了擁有美貌且精明干練的女探險者阿寧   ，該片在上映后則取得了超過十億人民幣的票房成績   ；此外，她還客串出演了根據吳若甫真實經歷改編的現代警匪片《解救吾先生》  。
2016年，馬思純的第一部作品是與井柏然等人合作主演的現代警匪懸疑片《風中有朵雨做的云》   ；隨后，她還與盛一倫搭檔主演了根據橘花散里小說《將軍在上我在下》改編的古裝愛情劇《將軍在上》，并在劇中飾演英俊瀟灑且武功高強的英武女將軍葉昭   ；同年，馬思純還參與了賴聲川執(zhí)導的時代話劇《如夢之夢》的演出活動
9月，其與周冬雨合作主演的現代言情片《七月與安生》在全國公映  ，她在片中飾演了美麗善良卻又擁有反叛心理的優(yōu)等生七月  ，而馬思純也憑借該片獲得了第53屆臺灣電影金馬獎最佳女主角的殊榮   。
2017年5月，馬思純確定與陳偉霆搭檔主演現代都市勵志劇《橙紅年代》，而她則在劇中飾演才貌雙全且敢愛敢恨，有膽有識又溫婉柔情的麻辣警花胡蓉   ；8月，其出演的古裝探案片《狄仁杰之四大天王》殺青  ；9月，馬思純又憑借《左耳》獲得了第16屆中國電影表演藝術學會金鳳凰獎學會獎   ；隨后，她還首次入選福布斯中國名人榜，并位列第七十九  。
2018年3月，馬思純開始以固定嘉賓的身份參加情境益智互動推理秀《我是大偵探》   ；4月30日，她參加了中央電視臺五四青年節(jié)晚會的錄制，而她在晚會上則獲得了“五月的鮮花”優(yōu)秀青年演員的稱號   ；8月，她還入選了福布斯中國“30位30歲以下精英”榜（娛樂領域）  。
2019年伊始，馬思純以固定嘉賓身份參加的中國首檔社會公益性科技節(jié)目《智造將來》開播   ；隨后，她還主演了都市情感勵志劇《加油，你是最棒的》   ，并為該劇的拍攝增肥十五斤   ，而馬思純也憑借在劇中飾演勇敢仗義、充滿正能量的“棉被女孩”福子獲得第26屆華鼎獎中國當代題材電視劇最佳女演員提名   ；4月4日，其主演的《風中有朵雨做的云》上映   ，同時她也與眾主演合唱了該片的主題曲《一場游戲一場夢》  ；5月，馬思純與眾多藝人聯袂主演的民國劇情片《第一爐香》開機  ；8月，她還第二次入選了福布斯中國名人榜，而其排名則上升到了第61位   ；10月，參加浙江衛(wèi)視原創(chuàng)表演真人秀《我就是演員之巔峰對決》   ；與白敬亭搭檔主演的軍旅醫(yī)療劇《你是我的城池營壘》開機，在劇中飾演了醫(yī)生米佧  ；11月，與霍建華搭檔主演的愛情片《大約在冬季》上映  。
2020年1月24日，參加2020年中央廣播電視總臺春節(jié)聯歡晚會表演歌舞《你好2020》   ；2月14日，主演現代劇情片《蕎麥瘋長》上映 。

參演電影

 蕎麥瘋長2020-02-14

飾演云蕎 導演徐展雄 主演鐘楚曦, 黃景瑜, 王陽明

 第一爐香2020

飾演葛薇龍 導演許鞍華 主演彭于晏, 俞飛鴻, 張鈞甯

 風中有朵雨做的云2019-04-04

飾演小諾 導演婁燁 主演井柏然, 宋佳, 陳妍希

 狄仁杰之四大天王2018-07-27

飾演水月 導演徐克 主演劉嘉玲, 趙又廷, 馮紹峰

 奇葩朵朵2018-04-04

飾演朱珠 導演李欣, 李洋 主演張若昀, 李霄云, 陳芋米

 七月與安生2016-09-14

飾演林七月 導演曾國祥 主演周冬雨, 李程彬, 李萍

 盜墓筆記2016-08-05

飾演阿寧 導演李仁港 主演鹿晗, 井柏然, 王景春

 解救吾先生2015-09-30

飾演劉蕓 導演丁晟 主演劉德華, 劉燁, 王千源

 我的男友和狗2015-06-19

飾演友琪 導演陳慧翎 主演何潤東, 張鈞甯, 丁春誠

 左耳2015-04-24

飾演黎吧啦 導演蘇有朋 主演陳都靈, 歐豪, 楊洋

 白相2014

飾演少年嵐 導演吳有音 主演黃軒, 蔣雯麗, 林棟甫

 歲月無聲2012-10-12

飾演楊朵朵 導演周旭 主演范植偉, 蒙婷宜, 甘薇

十二星座之處女座-光斑2012-01-01

飾演米佧 導演滕華濤 主演蔡鷺

 我們天上見2010-04-02

飾演小翠 導演蔣雯麗 主演朱旭, 姚君, 劉燁

秘岸2009-10-13

飾演青青 導演張一白 主演檀健次, 莫文蔚, 蔣雯麗

三個人的冬天2006

飾演 參花 導演張夷非 主演蔣雯麗, 趙軍, 王超

參演電視劇

 你是我的城池營壘2020

飾演米佧 導演張彤 主演白敬亭, 王陽, 姜珮瑤

 加油，你是最棒的2019-07-31

飾演福子 導演劉新 主演鄧倫, 韓童生, 倪虹潔

 橙紅年代2018-09-17

飾演胡蓉 導演劉新 主演陳偉霆, 劉奕君, 陳瑤

 將軍在上2017-10-25

飾演葉昭 導演文杰, 霍耀良 主演盛一倫, 王楚然, 丁川

 羋月傳2015-11-30

飾演魏頤 導演鄭曉龍 主演孫儷, 劉濤, 馬蘇

 他來了，請閉眼2015-10-15

飾演簡瑤 導演張開宙 主演霍建華, 王凱, 張魯一

 武媚娘傳奇2014-12-21

飾演賀蘭敏月 導演高翊浚 主演范冰冰, 張豐毅, 李治廷

 不可思議的夏天[61] 2014-08-08

飾演沙織 導演久保田哲史 主演古川雄輝, 王傳君, 葉祖新

 愛情最美麗2014-05-20

飾演馬曉燦 導演張國立 主演張國立, 蔣雯麗, 劉立

 未婚妻2013-10-26

飾演藍小依 導演陳慧翎 主演丹尼斯·吳, 陳彥妃, 法圖麥·天緣