2005年，任晗因获得全国文艺推新人大赛影视十佳金奖而走上了演艺之路；同年，任晗出演了个人的首部影视作品，她在与吴若普，周莉合作出演社会伦理剧《走出监狱的女人》中饰演了高中时期的女主角马莉。
2006年，任晗出演了话剧《暗恋桃花源》，并在剧中饰演了云之凡；同年，任晗还与王奎荣、王姬共同出演了现代家庭剧《家比天大》；此外，任晗还出演了个人的首部大银幕作品《叫板》。
2007年，任晗出演了都市儿童剧《快乐幼儿园》；同年，任晗还出演了动作电影《少林男子》。
2009年，任晗与林心如、杨幂、王丽坤等艺人共同出演了古装传奇剧《美人心计》；同年，任晗还与马雅舒，刘恺威合作出演了民国爱情剧《谁知女人心》。
2010年，任晗先是与常铖、李美旋、张宁江共同出演了现代刑侦剧《天网》；之后，任晗又在与廖京生、迟帅、柯蓝合作出演的时代奋 斗剧《阿丕书记》中饰演了李桂媛；
2011年，任晗先是与陶红、吕丽萍、孔琳等艺人共同主演了现代情感剧《傻春》，并在剧中任晗饰演了命运多舛的小妹赵素楚；之后，任晗又与陈意涵、薛仕凌、鲁诺合作出演了网络爱情喜剧《恋爱SOS》；
2012年，任晗先是在与朱雨辰、焦俊艳、李子雄合作出演的动作谍战剧《冷风 暴》中饰演了冷静果敢的欧阳倩。
2013年，任晗先是与林永健、齐欢、墨阳共同出演了革命人物传记剧《聂荣臻》；之后，任晗又与林保怡、范文芳、叶静合作出演了年代励志剧《屯戍西疆》；同年，任晗还出演了年代爱情片《难忘金银滩》；以及青春励志片《说出你的梦想》。
2014年，任晗与张定涵、崔鹏、秦雪合作主演了古装武侠剧《新甘十九妹》，并在剧中饰演了美丽俏皮的侠女尉迟兰。
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