二零零二年，朴韩星通过为杂志拍摄封面照片正式开始了她的演艺生涯。到了二零零三年，她与宋智孝、赵安等演员共同合作，出演了由导演尹彩妍执导的恐怖电影《女高怪谈3：狐狸阶梯》。在该片中，朴韩星所扮演的角色是家境优越且待人友善的“素熙”，她凭借对这一角色的出色演绎，成功获得了第二十四届韩国青龙电影奖最佳新人女演员的提名；同年八月十三日，由金喜善与高修共同主演的爱情剧集《窈窕淑女》首次与观众见面，朴韩星在剧中饰演了敏晶的同事，名为“崔秀妍”的角色。时间来到二零零六年十月十四日，朴韩星与韩艺瑟、吴智昊、金成泽等演员一同领衔主演的爱情喜剧《梦幻情侣》正式播出，她在剧中扮演了与男主角哲修从小一起长大的女孩“吴柔静”；紧接着在十月二十七日，她又与李瑞镇、孙泰英合作主演的科幻爱情迷你剧《冻结》首播，朴韩星在剧中饰演了一位与吸血鬼相恋的高中女生“智友”。进入二零零七年，四月七日，朴韩星搭档高小英、朴正哲、柳泰俊共同主演的爱情剧《蓝鱼》开播，她在剧中诠释了性格开朗、意志坚强且充满活力的汽车设计师“姜尹贞”；此外，她还与朴光贤、郑多惠、金基石联袂主演了另一部爱情喜剧《恋人分手》，朴韩星在其中饰演了情感细腻丰富的灯具专卖店营业员“韩如京”。
在2008年，朴韩星出演了由权相宇、宋承宪、金仁权等多位知名演员共同主演的动作电影《宿命》，她在片中担任女主角，饰演名为“恩英”的角色。这个角色不仅拥有清纯动人的外表，同时也展现出一种属于成熟女性的独特魅力与诱惑力。到了2009年6月29日，一部由金成根执导，沈惠珍、朴海美、金英玉等主演的家庭喜剧《一起恰恰恰》与观众见面，朴韩星在剧中扮演了双寡妇家庭中最擅长惹出各种麻烦的女儿“韩振京”，其活泼又冒失的形象给观众留下了深刻印象。同年8月20日，她与李英真、柳真合作主演的恐怖电影《瑜伽学院》正式上映，朴韩星在片中饰演了为了维持自身美貌和社交地位而不惜前往瑜伽学院接受严酷魔鬼训练的“尚妍珠”，生动刻画了角色在压力下的执着与挣扎。2010年，朴韩星参演了由朴英洙执导，蔡琳、崔始源领衔主演的浪漫爱情喜剧《Oh My Lady》，她所饰演的“洪由拉”是一位留学归来的职场女强人，角色兼具出众的美貌与过人的智慧，展现了现代独立女性的风采。2011年，她与尹恩惠、车艺莲、刘仁娜等演员合作，共同主演了由许仁茂执导的剧情片《我的黑色小礼服》，朴韩星在片中诠释了名为“惠智”的角色，这个人物表面看起来洒脱甚至有些任性，实则内心情感丰富而细腻，体现了人物性格的多面性。2012年，朴韩星又与金基石、朴真珠搭档，主演了由金东彬执导的恐怖电影《两个月亮》，她在片中化身为一位创作恐怖故事的作家“素熙”，通过其表演将角色在诡异经历中的心理状态刻画得入木三分。
二零一三年七月十六日，由朴韩星搭档辛芷蕾、张皓然等演员共同出演的惊悚题材电影《笔仙Ⅱ》正式登陆院线公映；同年十二月二日，她与李泰坤、郑银宇、尹世仁等艺人联袂主演的爱情剧集《好好长大的女儿荷娜》也如期播出，在该剧中，朴韩星生动诠释了宗家四女儿“张荷娜”一角，这个角色为了守护母亲与姐姐，从八岁起便不得不以女扮男装的方式生活。在《笔仙2》的剧照中，可以窥见其鲜明的形象塑造。进入二零一四年九月四日，朴韩星接下电影《甜蜜疾走》的演出邀约，于片中扮演一位从未经历恋爱的四次元女刑警，并与延政勋所饰演的那位专偷女人心的神秘小偷展开了一段充满甜蜜与趣味的浪漫故事。二零一五年四月一日，她友情客串了由导演白秀灿执导，朴有天、申世景、南宫珉等主演的奇幻爱情喜剧《看见味道的少女》；随后的四月二十七日，朴韩星参与了SBS电视台制作的野外生存真人秀节目《金炳万的丛林法则第三季》，亲身挑战各种严苛的野外生存任务；同年八月二十二日，她与池珍熙、金贤珠、李奎汉携手合作主演的爱情剧《我有爱人了》迎来首播，朴韩星在剧中饰演始终坚持自我情感的“姜雪莉”，并凭借对这一角色的出色演绎，最终荣获了SBS演技大赏长篇剧集部门的特别演技奖项。二零一九年二月，朴韩星担纲主演了MBC土曜剧《悲伤时爱你》。而在作品《悲伤时爱你》中，她则一人分饰两角，分别演绎了尹玛莉与禹河京这两个截然不同的角色。
二零零二年，刚刚踏入演艺圈的朴韩星与歌手崔东旭（艺名SE7EN）开始交往，两人的恋情于二零零九年六月被媒体公开，这段持续多年的感情最终在二零一四年初因双方协商一致而宣告结束。在二零一三年期间，朴韩星因参与电视剧《好好长大的女儿荷娜》的拍摄工作而与演员郑银宇结识，随后于二零一四年十一月，她接受了郑银宇的追求，双方正式确立恋爱关系。然而，由于彼此工作日程繁忙、个性存在差异，加之对公开恋情感到压力等诸多因素，这段关系在二零一五年七月画上了句号。时间来到二零一七年十一月，朴韩星所属的经纪公司向外界发布消息，证实她已于当年十月与男友完成婚姻登记，并且当时已怀有四个月身孕，身体状况十分健康稳定，公司同时表示她将在生产后继续演艺事业。二零一八年四月三十日，朴韩星顺利诞下一名男婴。此后在二零二二年五月三十一日，媒体传出她怀上第二胎的消息；同年八月十七日，她通过自然分娩的方式再次生下一位健康的儿子。目前，朴韩星一家定居于济州岛，她本人也在当地经营着一家咖啡店，兼顾家庭生活与个人事业。
2014年8月，韩国演员朴韩星积极响应当时在全球范围内广泛传播的“ALS冰桶挑战”公益活动。该活动旨在唤起公众对肌萎缩侧索硬化症（ALS）患者的关注与支持，参与者需将一桶冰水从头淋下，并通过社交平台点名他人接力。朴韩星在完成挑战后，于其个人推特账号上发布了现场照片，记录了这一富有意义的时刻，并借此呼吁粉丝及网友共同关注这一罕见疾病，展现了公众人物利用自身影响力参与社会公益的积极姿态。
被誉为“脸赞元祖”的朴韩星自出道以来，便以其标志性的大眼睛和出众的身材备受瞩目，她在电视剧与电影领域均取得了令人称道的成就。在其首部登陆大银幕的作品《女高怪谈3：狐狸阶梯》中，朴韩星虽是初次尝试恐怖题材的角色，却凭借精湛的演绎给广大观众带来了强烈的心理冲击，其表现深入人心，从而稳固了她在恐怖电影界的重要地位。随后，在作品《瑜伽学院》里，观众们已然寻觅不到昔日《女高怪谈3：狐狸阶梯》中那个青涩高中生模样的朴韩星，取而代之的是一位以成熟优雅、风姿绰约的女性形象重新亮相于大众视野之中的她。此番回归，她不仅运用了过往在多部作品中积淀下的扎实表演经验，更以无可挑剔的、吸引众人目光的完美体态，自信地展现了自身的成长与蜕变。朴韩星始终是一位对自身艺术追求极为严苛的演员，无论身处何种场合，每当有人赞誉她的演技时，她总是保持谦逊的态度，诚恳地表示自己仍有诸多需要学习与改进的地方。恰恰是这份难能可贵的谦卑与自省，不仅令她在演艺圈内赢得了极高的人气与口碑，也为她接连不断地带来了众多品质上乘、制作精良的影视邀约与演出机会。