張藝謀在2000年去了一所舞蹈學校挑選女主，原因就在于他要拍攝《幸福時光》。這可是一次難得的好時機，很多人都在搶著要出演這部影片。除了白百何！她的同學都跑去見張藝謀了,就白百合自己跑回了寢室。因為當天是假期，所以她要盡快回家。說來也是巧合，她剛回寢室整理東西，就接到了母親的電話，詢問她何時回家。在二人閑聊的時候，她還將張藝謀要來學校挑選演員的消息說了一遍。白百何的母親一聽，讓她抓緊去見張藝謀。不過最后還是沒有被選中。那個時候，張藝謀看中了董潔,但是因為當時對戲的時候,白百合太投入,在臺上與演員大吵一架。
因為這一場架,張藝謀認為白百何很有潛力，所以推薦她報考北京電影學院和中央戲劇學院。于是，白百何按照她的吩咐，開始了第二年的入學考試。她于2002考入了中央戲劇學院表演專業，與童瑤和唐嫣等人成為了同學。不過，在這個大美人云集的中央戲劇學院，白百何的顏值不算差，但也不是最好看的。雖然她和張藝謀合作過一個啤酒的廣告，但是卻沒有得到太多的關注。沒有拍戲的時候，她就得一個人練演技。畢業后,她在09年出演過一部名為《我的青春誰做主》的電視劇。這部影片，讓王珞丹成為了一顆冉冉升起的新星，同時白百合也得到了一些名氣。
讓白百何也認識了王京花,深得她的歡心，并簽約了她的公司。白百何于2011年與趙寶剛搭檔，在《家的 n次方》中飾演一個心機女趙雯，這部戲她演得非常好，俘獲了很多人的謾罵。而她也承受不了這種巨大的心理負擔，決定撕破臉皮，無意間將女主高露秘密結婚生孩子的事情，傳了出去。一時之間，她的爭議越來越大,同時人氣也越來越高。在2011年十一月，她和好友文章合拍了影片《失戀33天》，將戀愛中的患難見真情展現的淋漓盡致。在上映的第4日，這部影片的票房破億，第一周收入1.89億，最終以3.5億元的成績收尾，一舉奪得中國年度票房排行榜的榜首。同時，白百何也因為黃小仙這個角色，榮獲第三十一屆百花獎的最佳女主角。此外，她也獲得了臺灣金馬獎最佳女主角獎及第十五屆中國華表獎優秀女演員獎。
白百何一炮而紅,她變成了娛樂圈最火的女星，也是當之無愧的一線女星。從那以后，白百何的美好生活就開始了，但是，也發生了一場激烈的爭吵。在《私人訂制》拍攝結束后，有媒體詢問王珞丹和白百何的感情。因為在網絡上，有不少人說她們倆相貌相似，甚至在拍攝過程中，戲路也有相似之處。王珞丹第一個開口,她說：“我覺得有點別扭，是她像我,不是我像她。”而白百何，也是毫不退讓，她說：“還沒有一個人說過我與誰比較相像,而且，她是我的長輩，我對她還是很尊重的。”至此事情也就不了了之了。
2015年，無疑是她的巔峰之年。她出演的《捉妖記》以24.4億的票房,榮獲中國第十三屆長春電影節最佳女主角獎，同時也被評為31屆中國電影金雞獎的最佳女主角。接下來,與吳彥祖合作出演了一部激勵人心的喜劇電影《滾蛋吧!腫瘤君》獲得了5.1億的票房。此外，她還因出演該片而榮獲第七次中國電影導演協會年度女演員獎、第二十三屆北京大學生電影節最佳女演員獎、第十六屆中國電影華表獎優秀女演員獎,開啟了她的巔峰之路。
