2011年辛芷蕾出演电视剧版《画皮》，饰演温婉可人的素素一角，正式进入娱乐圈；2012年，出演湖南卫视偶像剧《偏偏爱上你》中女主角李佳萱，该片翻拍自由裴勇俊、宋慧乔主演的经典韩剧《情定大饭店》 ，辛芷蕾在剧中扮演的李佳萱就是宋慧乔在《情定大饭店》饰演的角色，备受粉丝喜爱，该片由蒋家俊执导，韩雪、于小伟和丁子峻等主演；同年，辛芷蕾在韩国导演安兵基执导的电影《笔仙2》中担任女主角娜娜，与朴寒星等演员倾情演绎，该片于刷新了惊悚片最佳首日票房 。该片入围第17届韩国富川国际幻想电影节大师单元 。2013年，出演杨超导演、李屏宾摄影的电影《长江图》的女一号安陆，与秦昊饰演的高淳之间上演了一场魔幻与现实交织的极致爱情，在时间逆流里的 爱与救赎，该片入围了第66届柏林国际电影节主竞赛单元，是本届入围主竞赛单元唯一一部华语电影 。同年，与小沈阳、王宝强、大鹏等人主演孙周导演3D科幻喜剧电影《不可思异》 ，饰演唯一女主角田静 ，演技爆发力十足，凭借该片进入亿元票房女主角殿堂。还出演由《华胥引》改编的电视剧《华胥引之绝爱之城》，在片中扮演“舞艺超群”的奇女子南宫清；12月份由郑晓龙、刘心刚共同打造，蒋雯丽、邬君梅、廖凡等共同主演的时尚季播剧《女人帮》播出，辛芷蕾饰演廖凡的“铁杆粉丝”高欣欣。2014年，由韩国导演执导的湖南卫视周播轻喜剧《懂小姐》于2月28在长沙开机，辛芷蕾在片中担任女二号；同年，4月4日，辛芷蕾与闫妮、张博搭档，出演大型谍战剧《王大花的革命生涯》 ，饰演女二号江桂芬 ；10月拍摄丁黑导演的电视剧《拥抱星星的月亮》，饰演女一号夏明月，该角色1000多场戏 。2015年4月16日，辛芷蕾作为嘉宾，参加了第五届北京国际电影节开幕式 。同年，出演丁仰国导演偶像剧《女汉子进化论之幸福巧克力》，担任女一号钟款款。2016年1月20日，主演电影《长江图》入围第66届柏林国际电影节主竞赛单元，成为本届入围主竞赛单元的唯一一部华语影片。 2016年2月11日，作为嘉宾出席了第66届柏林国际电影节。 4月3日电影《绣春刀：修罗战场》正式开机 。6月12日，加盟电影《三重魅影》，饰演女主角 。