2011年擔任中華環保愛心大使

2004年正式出道，參演首部影視作品《水兵俱樂部》，飾演竇干事。

2005年與董勇、王志飛合作主演《沉默的證人》，飾演葉小晶。

2005年主演驚悚劇《背后有人》，飾演董楓。

2006年搭檔任泉、湯唯主演電視劇《生于六十年代》，車曉擔綱劇中的女一號丁淑惠。同年車曉主演軍旅大戲《大院子女》，飾演軍官的女兒方瑋。與楊娜、肖顯鵬主演電影《城市的謊言》飾演于玲。

2007年主演國情婚姻劇《愛你所以離開你》，飾演郝羚一角。

2008年參與拍攝熱播劇《艱難愛情》，飾演林雨馨。同年與張涵予、羅海瓊合作主演電視劇《身份的證明》，飾演主角韓苓。

2009年憑借馮小剛導演的賀歲大片《非誠勿擾》中性冷淡女一角，獲得第30屆大眾電影百花獎最佳女配角和第十九屆金雞百花電影節最佳女配角提名。5月主演電視劇《最后的99天》，飾演內心豐富的賈程程。

2010年與朱雨辰、白百何合作主演電視劇《說謊的愛人》，飾演性格獨立叛逆的壞姐姐董妮。

2011年12月19日，車曉表示已與華誼解約。后簽約完美世界影視李波工作室。同年在鄧超、劉金山領銜主演的電影《老夫子之小水虎傳奇》中飾演氣泡泡一角。

2012年搭檔徐崢領銜主演都市輕喜劇《大男當婚》，在劇中飾演徐若云。

2013年與胡海鋒、劉威葳領銜主演電視劇《浦江危情》，飾演沈海萍。同年主演都市情感電視劇《別逼我結婚》，飾演何小河與許晴、陳武康合作主演電影《他沒有兩個老婆》，飾演玉蓮。同年5月7日，主演的32集年代傳奇電視連續劇《亂世豪情》登陸北京影視頻道，劇中車曉劉威葳首演母女檔。

2014年8月9日由車曉、朱雨辰、凌瀟肅、高露領銜主演的都市情感勵志劇《別逼我結婚》登陸江西衛視晚黃金檔。同年9月參與導演滕文驥執導，滕華濤監制的都市情感劇《酸甜苦辣小夫妻》，在劇中擔任女一號，飾演了一位清新靚麗的設計咨詢師田麗麗，與男主角王雷上演了一場“聯婚”戲碼。11月25日48集當代都市情感劇《滿倉進城》登陸北京影視頻道首都劇場。該劇由姚遠執導，聶欣編劇，于曉光、車曉領銜主演，王麗云、李明啟、徐松子、劉釔彤、金巧巧等聯合出演。