2011年，宋芸桦首次在五月天的音乐录影带《三个傻瓜》中亮相，饰演了女主角青少年时期的角色，由此开启了她的演艺生涯。2014年8月15日，她主演的电影作品《等一个人咖啡》率先在中国台湾和香港地区公映，随后于同年10月17日，另一部由其参与的重要作品《等一个人咖啡》在中国内地正式上映，进一步扩大了她的观众认知度。2015年，宋芸桦在主演的电视剧《唯一继承者》中成功塑造了叶筱荷这一角色，展现了她在小荧幕上的表演潜力；同年，她还参演了一部都市爱情题材的电影《陪安东尼度过漫长岁月》，丰富了其作品类型。同年11月19日，由她领衔主演的青春校园爱情电影《我的少女时代》上映，该片获得了广泛关注，并凭借在此片中的出色表现，宋芸桦荣获了第24届上海影评人奖最佳新人女演员奖，奠定了她在电影界的新人地位。此外，她在作品《我的少女时代》中饰演了令人印象深刻的林真心，并在《陪安东尼度过漫长岁月》中诠释了小黑一角，这些角色共同展现了其多样化的表演能力。
在2016年，她担任了青春奇幻偶像剧《别那么骄傲》的主演，由此在演艺圈崭露头角。随后于2017年，她参演了小沈阳首次自导自演的电影作品《猛虫过江》，该片经过精心制作后，最终定档于2018年暑期正式与广大观众见面。进入2018年后，她与知名喜剧演员沈腾携手合作，共同主演了一部喜剧电影《西虹市首富》，这部影片于当年7月27日在全国范围内同步上映，收获了不错的市场反响。凭借在电影领域的突出表现，她在2019年1月20日举办的2018-2019中国文娱金数据发布盛典上，荣获了年度电影票房贡献新生代女艺人奖，这无疑是对她演艺成绩的一项重要肯定。同年10月11日，她进一步拓展事业版图，受邀加盟了国内首档导演选角真人秀节目《演员请就位》，通过这档节目展现了更多面的专业能力。
自2020年起，演员宋芸桦在影视领域持续活跃，其作品履历逐年丰富。2020年11月27日，她参与了歌手连晨翔《走远了》音乐视频的演出工作。进入2021年，她的演艺事业取得了新的进展，于7月8日，由她主演的一部奇幻爱情题材影片《月老》在韩国第25届富川国际奇幻电影节上完成了首次公开放映；随后在同年11月14日，她主演了由美国HBO出品的恐怖题材电视剧集《亚洲怪谈第二季》。2023年伊始，1月4日，她主演的一部华语犯罪类型剧集《台湾犯罪故事》在流媒体平台Disney+正式上线；同年4月15日，她参演的一部奇幻喜剧作品《不良执念清除师》开始播出；至11月10日，另一部她参与演出的电视剧《此时此刻》也与观众见面。展望未来的工作安排，2024年9月7日起，她参演的一部治愈系华语剧集《人生清理员》计划上线播出；随后在11月2日，她还有一部参演的电视剧《太太太厉害》预定播出。2025年的日程也已排定，6月20日，她参演的电影《96分钟》将在影院上映；紧接着在6月29日，另一部她参演的电影《无人知晓的家》也将登陆大银幕；而在10月25日，她参演的一部电视剧《人浮于爱》预计会与广大观众见面。
2017年10月，宋芸桦坦言已经与男友吴易颖分手。
2015年，演员宋芸桦在一次与台湾娱乐媒体《MING WEEKLY》的对话中接受了专访。在专访设置的“三十题快问快答”环节里，记者向她提出了“最喜欢的国家是什么”这一问题，宋芸桦当时给出的回答是“最喜欢的国家，台湾”。这段采访内容在2018年8月于网络平台上广泛传播开来，随后引发了中国大陆众多网友的关注与讨论，许多网友对其表述表示不满，并指责她具有“台独”倾向。面对不断发酵的舆论压力，宋芸桦于同年8月2日通过公开渠道发表了一份个人声明进行道歉。她在声明中表示：“最近因为一些过往的言论受到大家的关注，我的内心感触很深。我是一名中国人，一个九十年代出生的中国女性。台湾是我成长的家园，而中国是我血脉所系的祖国。对于过去在快问快答环节中未经深思熟虑的回应，我深感歉意。正是得益于广大观众多年来的支持与喜爱，我才得以有机会来到祖国大陆从事演艺工作。在这里，不同城市深厚的历史文化积淀与独特的风土人情一直深深吸引着我，而了解得越多，就越对这片土地充满由衷的崇敬与深切的热爱。台湾是我出生和长大的地方，祖国大陆则是我追逐和实现梦想的舞台，尤其是近年来国家推出的各项惠台政策，为我们台湾同胞提供了更广阔的发展空间和宝贵的学习机会。许多事情我仍在不断学习和认识之中，对于各方面的意见我都愿意虚心听取、接受教诲，也诚恳接受大家的批评与监督。身为中国人，我由衷地感到自豪；我热爱生我养我的家乡，也热爱我们共同的祖国。我始终坚信，海峡两岸的同胞永远是血脉相连的一家人。”该事件的相关讨论与声明截图随后也在网络上持续流传。
宋芸桦那双清澈而毫无心机的大眼睛，总能自然而然地触动观众的心弦，这一独特的气质让她在众多候选人中显得格外突出，并最终赢得了角色。她在《等一个人咖啡》中的表演更是深入人心，将角色诠释得细腻而富有感染力。她所扮演的李思萤，无疑是整部影片的灵魂人物，电影的叙事主线正是紧紧围绕着她的个人视角逐步展开。观众跟随着李思萤的少女心事与一系列奇妙际遇，一步步沉浸于故事之中，从而体验到一段最为清纯且浪漫的情感旅程。