在二十一世纪之初的2000年，佟晨洁正式踏入了职业模特领域，开启了她的时尚生涯。仅仅一年后，她便在上海国际时装模特大赛中崭露头角，一举夺得“最佳女模特”季军、“最受大众欢迎奖”以及“最沙宣模特大奖”三项荣誉；同年11月，她又荣获莱卡风尚人物颁发的“风尚模特奖”，进一步奠定了其在行业内的地位。进入2002年，她参与了中国国际时装周的活动，并获得了最佳职业时装模特的提名；同年，她凭借出色的表现被评选为《周末画报》十大名模，获得了业界的广泛认可。2003年，她的影响力扩展到国际舞台，成功跻身世界超模大赛十五佳行列；此外，她还被选为欧莱雅集团旗下卡尼尔品牌在中国地区的形象代言人，展现了其商业价值。2004年，她在上海国际服装文化节中荣获“TOP10时装模特杰出贡献奖”，以表彰她对时装模特行业的持续贡献。 2005年3月，佟晨洁的名字出现在福布斯中国名人榜上，位列第94位，体现了其公众影响力；同年9月，她与杜鹃、王雯琴、刘丹和倪睿思等知名中国模特一同参与了《Vogue》中国版创刊号封面的拍摄，该封面的焦点人物是澳大利亚超模嘉玛·沃德；到了11月，她开始向主持领域拓展，担任了由光线传媒制作的节目《时尚风云榜》的主持人。2006年，她受邀成为上海生活时尚频道时尚综艺选秀节目《超级模特》的评委；同年，她还客串出演了电视剧《白屋之恋》，尝试了表演艺术。2007年1月，她与模特于娜共同出任了上海国际时装模特大赛的评委；3月，她与谢晖一同参加了东方卫视的明星戏曲真人秀节目《非常有戏》，节目中谢晖顺利晋级半决赛，而佟晨洁则遗憾地被淘汰；6月，她首次登上话剧舞台，在话剧《满城尽是金字塔》中饰演了女主角，展现了多方面的才华；同年，她还与谢晖合作录制了一首R&B曲风的单曲《非常默契》，该作品由知名音乐人李泉担任监制。2008年，她与谢晖共同参与了由中国青少年发展基金会和上海东方卫视联合主办的公益综艺节目《加油!2008》，两人凭借出色表现最终进入了全国总决赛五强，为其公益参与增添了亮丽的一笔。
二零一一年九月，她首次登上大银幕，参演了爱情惊悚题材影片《紫宅》。该片由汪东城与佟丽娅领衔主演，她在其中饰演一位律师，由此开启了她的影视表演生涯。同年十一月，她以“督导团”成员的身份亮相浙江卫视，参与了励志真人秀与时尚剧集相结合的节目《卧底超模》。进入二零一二年四月，她与万茜、张晨光等演员合作，共同出演了动作谍战题材的电视剧《决战前》，这被视为她真正意义上的首部电视剧作品。在剧中，她诠释了冷艳的女枪手田中美惠一角，为了更真实地呈现角色，她在拍摄过程中甚至主动拒绝了使用剧组为其准备的替身，亲自完成相关动作场面。紧接着在五月，她于浙江卫视推出的舞蹈类节目《越跳越美丽》中担任了教练兼导师，展现了其在舞蹈领域的专业素养。同年十月，她又受邀成为时尚美妆真人秀《丝芙兰美丽学院》第二季的评委，进一步拓宽了其在综艺领域的参与度。 时间来到二零一三年十二月，她参演了由国际影星成龙与景甜共同主演的警匪题材电影《警察故事2013》，在大制作影片中积累了宝贵的经验。二零一四年七月，她在都市题材电视剧《深圳合租记》中饰演了名为朱莉的角色，该剧由罗志祥、毛俊杰主演；随后在十月，她登上了更大的舞台，担任了TVB国际中华小姐竞选总决赛的评委，彰显了其在不同领域的认可度。二零一五年，她出演了民国背景的电视剧《锦绣缘华丽冒险》，该剧由黄晓明与陈乔恩主演。她所饰演的凌美华是上海滩的第一女老板，这个角色融合了霸气的风范与内在的温情，同时兼具果敢的决断力与深厚的仁义之心，人物形象十分丰满立体。 二零一八年，她在作品《上海女子图鉴》中塑造了令人印象深刻的“职场女魔头”Sherry一角；同年十一月，由她主演的都市情感剧《风再起时》于湖南卫视金鹰独播剧场正式播出，她在剧中饰演了金牌律师顾盼，凭借精湛的演技获得了观众的关注。二零一九年三月，她再次回归大银幕，出演了电影《艾特所有人》，持续活跃在影视创作的前沿。
自2020年起，该演员在多部影视作品及综艺节目中持续活跃，其演艺事业呈现出稳步发展的态势。2020年2月14日，其担任主演的古装悬疑爱情励志剧《大唐女法医》正式与观众见面。进入2021年，该演员于同年7月参与了综艺节目《再见爱人》的录制与播出。2022年5月22日，其身影出现在一档情景喜剧IP孵化真人秀《开播！情景喜剧》之中。2023年，其作品产出更为密集，先是于6月18日有参演的电视剧《闪耀的她》播出，随后在12月27日，另一部由其参演的电视剧《繁花》也如期上映。 2024年，该演员的行程依旧充实。3月28日，他参与了《2024电视剧品质盛典》的相关活动；紧接着在4月27日，一档由其参加的旅行户外真人秀《5哈第四季》登陆荧屏；同年9月26日，其参演的电视剧《明日有晴天》播出；11月15日，其参演的电影作品《胜券在握》登陆院线；至12月18日，其主演的电视剧《灿烂的风和海》也正式播出。 2025年，其演艺活动继续推进。2月14日，其参与的综艺节目《演员请就位第三季》播出；三天后的2月17日，另一部有其参演的电视剧《180天重启计划》与观众见面。3月期间，他参与了电视剧《蝉》的演出；并于3月29日，迎来了其参演的电视剧《有你的时光里》的播出。7月25日，其主演的电影《我取消我自己》上映。秋季的9月11日，其参演的电视剧《灼灼韶华》播出。年末的12月6日，其参演的另一部电影作品《比如父子》也在影院正式上映。
二零零二年六月二十八日，佟晨洁与当时身为职业足球运动员的谢晖初次结识。两人的关系随后稳步发展，并于二零零四年十一月七日在东方卫视的《家庭演播室》节目录制现场，以一场别开生面的电视婚礼形式公开了他们的结合；紧接着在同年的十二月七日，他们又在上海举办了一场更为正式和隆重的线下婚礼，邀请了众多亲友共同见证。然而这段婚姻并未能长久持续，在二零一一年六月二十七日，佟晨洁通过其个人微博平台正式对外发布了离婚声明，宣告了两人关系的终结。此后，佟晨洁开启了新的生活篇章，在二零一四年十一月十一日，湖南广播电视台的知名主持人魏巍通过微博主动公布了与佟晨洁的婚讯，标志着两人共同步入婚姻殿堂的开始。
自踏入公众视野以来，佟晨洁的容貌常被归为“非典型”的范畴，然而她面容中蕴藏的可塑性却极为出众：一双细长的眼眸，饱满的唇形，搭配上精致而线条分明的面部轮廓，其气质介于东方韵味与西方立体感之间——有人形容她比舒淇更显东方的含蓄，又比于娜更具西方的分明，因而也曾被媒体称作“中国版的贝克汉姆与维多利亚”。作为中国时尚界最早一批崛起的模特代表，佟晨洁在行业中以身高而言并不占优势，甚至曾因此错失不少展示机会。但她并未因此退缩，反而凭借多年默默的积累与打磨，逐渐以身上那份独特的独立姿态、从容自信且内敛深沉的个人气质赢得了广泛关注与喜爱，最终在模特领域站稳脚跟并大放异彩。此后，她将事业版图拓展至演艺圈，在众人所见的“女神”般的外表之下，实则跳动着一颗不屈不挠、充满韧性的“女汉子”之心。依托多年沉淀而来的沉稳霸气与极具张力的舞台表现力，她逐渐成长为国内演艺界中稀缺的气质型女演员代表。在多部影视作品中，佟晨洁屡次饰演气场强大、果敢睿智且姿态高贵优雅的角色，其表演风格自然而不造作，沉稳中蕴含层次，每一个细节都经得起推敲，给人留下深刻印象。