2010年蒋梦婕出演李少红版《红楼梦》，在剧中饰演女主角林黛玉，这是蒋梦婕第一部电视剧，也是其演艺之路的开端。凭借该剧蒋梦婕获得国剧盛典最佳新人奖并入围第六届首尔国际电视节最佳女演员奖。

2011年蒋梦婕参演首部电影《百年情书》，饰演林觉民的妻子陈意映，凭借该电影蒋梦婕获得获得百合奖优秀女演员奖并提名上海国际电影节电影频道传媒大奖最佳新人女演员奖。同年与罗晋、甘婷婷、乔振宇等主演首部民国电视剧《被遗弃的秘密》播出，蒋梦婕饰演女主角六六。

2012年7月蒋梦婕、王子文、许绍洋等主演的电视剧《刺青海娘》播出，蒋梦婕饰演宁沉香；同年参演古装历史剧《王者清风》和爱情电影《饮食男女2012》，分别饰演宋田田和唐小兰，8月9日获得2012亚洲偶像盛典‘‘亚洲偶像新锐女艺人奖“。

2013年6月《王者清风》播出，饰演侠女宋田田；7月蒋梦婕、李宗翰主演的都市爱情剧《生死相依》播出，饰演女主角梁素素；10月份与迟帅主演的青春时装剧剧《一克拉梦想》播出，饰演女主角刘美丽。

2014年1月21日蒋梦婕获得中国校园文艺榜中榜青少年最喜爱的女演员奖 ；4月出演徐克监制尔冬升导演的电影《三少爷的剑》饰演女主角小丽 ；9月受邀嘉人网出席2015春夏纽约时装周Tadashishoji、Diane von Furstenberg、VivienneTam、Tommy Hilfiger四大秀场。

2015年3月出演中美合拍电影《蒸发太平洋》，在片中和好莱坞男星布兰登·罗斯搭档，饰演女记者任杏 。4月参演都市寻梦大戏《云巅之上》 ，饰演季晴。7月23日蒋梦婕、张博主演的年代悬疑动作剧《绝命追踪》，登陆重庆卫视和云南卫视，饰演女主角郁子。 10月受邀腾讯时尚出席2016巴黎时装周 Issey Miyake、Akris、Barbara Bui秀场 。11月主演电视剧《我们的秘密》 ，饰演许心儿。

2016年参演网络剧《28岁未成年》 ，饰演女主角凉夏。1月29日，出演的中美合拍3D科幻冒险电影《蒸发太平洋》全国公映。 12月2日，出演的3D浪漫武侠影片《三少爷的剑》全国公映。