2008年，马思纯主演了正式出道演艺圈的首部作品，她与郭晓冬搭档主演了根据网络小说《爸爸我怀了你的孩子》改编的都市爱情剧《恋人》，并在剧中饰演了敢爱敢恨的女主角思纯；同年，马思纯还与檀健次、莫文蔚、蒋雯丽共同出演了电影《秘岸》。
2009年，马思纯又出演了蒋雯丽执导的剧情片《我们天上见》。
2011年，马思纯与胡歌、陈柏霖、陈意涵合作出演了都市时尚剧《摩登新人类》，并在剧中饰演了知性聪慧的完美小姐温雪。
2012年，马思纯与范植伟搭档主演了现代情感电影《岁月无声》，并在剧中饰演了女主角杨朵朵，马思纯也凭借此片获得了中国电影表演艺术学会金凤凰最佳新人奖；随后，马思纯还与扎西顿珠搭档主演了系列都市时尚单元剧《刷新3 7》之《小城故事多》，并在剧中饰演了如丁香花般的美丽女孩小苗。
2013年，马思纯与丹尼斯·吴搭档主演了治愈系爱情剧《未婚妻》，并在剧中饰演了单纯善良的女主角蓝小依；同年，马思纯还与黄轩、蒋雯丽、林栋甫共同出演了根据小说《爱比死更冷》改编的爱情电影《白相》。
2014年，马思纯先是与张国立、蒋雯丽、刘立合作主演了现代情感剧《爱情最美丽》，并在剧中饰演了善良纯真的80后气质女孩儿马晓灿；随后；马思纯又在与范冰冰、张丰毅、李治廷等人共同出演的古装人物传奇剧《武媚娘传奇》中饰演了命运悲惨的魏国夫人贺兰敏月；同年，马思纯又与陈都灵、欧豪、杨洋联袂主演了苏有朋的大银幕导演处女作《左耳》，她在片中饰演了个性张扬放肆且敢爱敢恨，犹如向日葵般妖艳的吧啦，马思纯则凭借在片中的不俗表现赢得了更多业内人士与观众的好评和关注，并获得了第52届台湾电影金马奖最佳女配角提名；此外，马思纯还与何润东、张钧甯共同主演了都市宠物爱情片《我的男友和狗》；以及，与孙俪、刘涛、马苏等人合作出演了战国宫廷传奇剧《芈月传》，而她在剧中则饰演了颇有心机的魏国公主魏颐。
2015年，马思纯与张若昀等人共同主演了青春校园喜剧片《奇葩朵朵》；随后，她与霍建华搭档主演了根据同名网络小说改编的悬疑爱情剧《他来了，请闭眼》，并在剧中饰演了温婉甜美且聪慧坚强的女主角简瑶，而该剧在搜狐视频播出期间的网络播放量便突破了十二亿次；同年，马思纯还与鹿晗、井柏然、王景春联袂主演了动作悬疑冒险片《盗墓笔记》，她在片中则饰演了拥有美貌且精明干练的女探险者阿宁，该片在上映后则取得了超过十亿人民币的票房成绩；此外，她还客串出演了根据吴若甫真实经历改编的现代警匪片《解救吾先生》。
2016年，马思纯的第一部作品是与井柏然等人合作主演的现代警匪悬疑片《风中有朵雨做的云》；随后，她还与盛一伦搭档主演了根据橘花散里小说《将军在上我在下》改编的古装爱情剧《将军在上》，并在剧中饰演英俊潇洒且武功高强的英武女将军叶昭；同年，马思纯还参与了赖声川执导的时代话剧《如梦之梦》的演出活动；9月，其与周冬雨合作主演的现代言情片《七月与安生》在全国公映，她在片中饰演了美丽善良却又拥有反叛心理的优等生七月，而马思纯也凭借该片获得了第53届台湾电影金马奖最佳女主角的殊荣。
2017年，马思纯确定与陈伟霆搭档主演现代都市励志剧《橙红年代》，而她则在剧中饰演才貌双全且敢爱敢恨，有胆有识又温婉柔情的麻辣警花胡蓉；8月，其出演的古装探案片《狄仁杰之四大天王》杀青；9月，马思纯又凭借《左耳》获得了第16届中国电影表演艺术学会金凤凰奖学会奖；随后，她还首次入选福布斯中国名人榜，并位列第七十九。
2018年，马思纯开始以固定嘉宾的身份参加情境益智互动推理秀《我是大侦探》；4月30日，她参加了中央电视台五四青年节晚会的录制，而她在晚会上则获得了“五月的鲜花”优秀青年演员的称号；8月，她还入选了福布斯中国“30位30岁以下精英”榜（娱乐领域）。
2019年，马思纯以固定嘉宾身份参加的中国首档社会公益性科技节目《智造将来》开播；随后，她还主演了都市情感励志剧《加油，你是最棒的》，并为该剧的拍摄增肥十五斤，而马思纯也凭借在剧中饰演勇敢仗义、充满正能量的“棉被女孩”福子获得第26届华鼎奖中国当代题材电视剧最佳女演员提名；4月4日，其主演的《风中有朵雨做的云》上映，同时她也与众主演合唱了该片的主题曲《一场游戏一场梦》；5月，马思纯与众多艺人联袂主演的民国剧情片《第一炉香》开机；8月，她还第二次入选了福布斯中国名人榜，而其排名则上升到了第61位；10月，参加浙江卫视原创表演真人秀《我就是演员之巅峰对决》；而其与白敬亭搭档主演的军旅医疗剧《你是我的城池营垒》也于同年拍摄，她在剧中饰演了医生米佧；11月，与霍建华搭档主演的爱情片《大约在冬季》上映。
2020年，马思纯首次参加了中央广播电视总台春节联欢晚会，并表演了歌舞《你好2020》；8月25日，主演的现代剧情片《荞麦疯长》上映，在片中饰演小镇少女云荞；随后，她还连续第三年入选了福布斯中国名人榜，并位列第60位。
《荞麦疯长》、《第一炉香》、《大约在冬季》、《风中有朵雨做的云》、《狄仁杰之四大天王》、《奇葩朵朵》、《七月与安生》、《盗墓笔记》、《解救吾先生》、《我的男友和狗》、《左耳》、《上海上海》、《岁月无声》、《十二星座之处女座-光斑》、《我们天上见》、《秘岸》、《三个人的冬天》等。
《你是我的城池营垒》、《加油，你是最棒的》、《橙红年代》、《将军在上》、《芈月传》、《他来了，请闭眼》、《武媚娘传奇》、《不可思议的夏天》、《爱情最美丽》、《未婚妻》、《刷新3 7》、《摩登新人类》、《爸爸，我怀了你的孩子》、《大宅门》等。
2020-8-27 2020福布斯中国名人榜第60名 （获奖）
2019-8-20 2019福布斯中国名人榜第4名 （获奖）
2018-8-2 2018福布斯中国精英榜第30名 （获奖）
2019 第26届第26届华鼎奖中国当代题材电视剧最佳女演员 加油，你是最棒的 （提名）
2018 第24届华鼎奖中国古装题材电视剧最佳女演员 将军在上 （提名）
2019 微博之夜微博年度女神 （获奖）
2019 TC Candler中国百大最美面孔第四十一位 （提名）
2019 I-MAGAZINE亚洲时尚面孔排行榜第三十八位 （提名）
2018 阅文超级IP风云盛典超级IP女演员 （获奖）
2018 优酷YC盛典百变小花 （获奖）
2018 央视五四晚会“五月的鲜花”优秀青年演员 （获奖）
2017 微博之夜年度最受关注演员奖 （获奖）
2017 第二届金色银幕奖最佳女主角 七月与安生 （获奖）
2016 微博之夜最美表演奖 （获奖）
2016 微博之夜年度电影新力量女演员奖 （获奖）
2016 微博电影之夜微博最受欢迎卓越新生力量 （获奖）
2018 第34届大众电影百花奖最佳女主角 七月与安生 （提名）
2018 第5届中国电视好演员奖（网剧组） （提名）
2016 第3届中国电视好演员奖（网剧组） （提名）
2015 第2届中国电视好演员奖（绿宝石组） （提名）
2017 第36届香港电影金像奖最佳女主角奖 七月与安生 （提名）
2017 第24届北京大学生电影节最佳女演员奖 七月与安生 （提名）
2017 第8届中国电影导演协会年度女演员奖 七月与安生 （提名）
2017 第16届中国电影表演艺术学会金凤凰奖学会奖 左耳 （获奖）
2013 第14届中国电影表演艺术学会金凤凰奖新人奖 岁月无声 （获奖）
2017 第17届华语电影传媒大奖最佳女主角奖 七月与安生 （提名）
2016 第53届台湾电影金马奖最佳女主角奖 七月与安生 （获奖）
2015 第52届台湾电影金马奖最佳女配角奖 左耳 （提名）
2015 第10届华语青年影像论坛年度新锐女演员奖 左耳 （获奖）
2020-9-15 第七届中国电视好演员奖（绿组） （提名）
2020 第17届广州大学生电影节最受欢迎女主角 荞麦疯长 （获奖）
2020-12 第12届澳门国际电影节最佳女主角奖 荞麦疯长 （提名）
2020-12-2 COSMO时尚盛典“时尚无惧”年度人物 （获奖）
在电视剧《大宅门》中，马思纯饰演少年白玉婷，虽然出场不多，但充满灵气的表演依旧给人们留下印象。不难看出，无论银幕还是荧屏，马思纯一直在积累。对于演员，最原始也是最有效的做法就是一部部戏积累，每一次爆发的背后，都是这样长久的准备，而马思纯则正处于这种状态中（腾讯娱乐评）。
马思纯拥有一张精致的面孔，气质清新自然，素颜照样貌更是酷似香港女星陈松伶，虽然在电视剧《恋人》中是第一次出演电视剧的女一号，但她在拍摄过程中的表现却得到了导演和其他演员的认可和赞赏（新浪娱乐评）。
马思纯在电视剧《未婚妻》中饰演的是一个脾气很冲的“女汉子”，虽然长相清纯酷似日韩系美少女，但马思纯却不会被任何标签所束缚，更不是只会走玉女路线的花瓶，各种角色她都可以适应（人民网评）。
虽然在刚认识马思纯时，便坚信她早晚有一天会大放异彩，但却从没想到她会以黎吧啦这样一个艺术形象，贡献了仿佛火树银花般让人头皮发麻的表演。虽然现实中马思纯身上并没有片中黎吧啦的那股邪媚劲。但她却用娴熟的演技将这一角色演绎的十分到位，也正因为马思纯在片中的精彩表演让许多人明白了这世界还有一种青春叫做黎吧啦（黄诚坚评）。
性格虽然乖巧温柔，但在做演员这件事上，马思纯并没有那么乖，她有自己的主意。而逐渐成熟的心态，也让马思纯对表演越发自信和坦然（北京日报评）。
