谢欣颖在学生时代因参与广告拍摄工作而有机会结识了知名导演侯孝贤。此后，随着侯孝贤正式创立其个人所属的三三电影公司，谢欣颖也自然而然地加入了该公司，成为旗下签约艺人之一。这一重要契机不仅标志着她职业生涯的正式起步，也为其后续在演艺界的持续发展奠定了稳固的基础，从而开启了她的专业演艺道路。
二零零五年，谢欣颖正式开启了自己的电影生涯，其首部亮相大银幕的作品是《杀人计划》；也在同一年，她参与了台湾版《恶作剧之吻》的演出，与林依晨、郑元畅、许玮甯等演员合作，在剧中生动塑造了性格率真、行事洒脱的角色裴子琪。到了二零零七年，她在与欧阳靖、段钧豪联袂主演的剧情电影《爱丽丝的镜子》中出演了女配角阿咪，并凭借这一角色带来的精湛表演，成功摘得了第四十三届台湾电影金马奖最佳女配角奖项；此后不久，她又与温升豪、范植伟共同出演了古装题材电视剧《乱世豪门》，在剧中担纲女主角，饰演了王素琴这一重要角色。二零一零年，在暂别影坛三年之后，谢欣颖回归大银幕，带来了回归后的首部电影作品，她与张书豪搭档主演了都市剧情片《有一天》，并在片中饰演了女主角欣颖。二零一一年是谢欣颖收获颇丰的一年，她凭借在爱情奇幻片《命运化妆师》以及奇幻喜剧片《消失打看》中的出色表现，赢得了第十三届台北电影节最佳女演员奖的肯定；此后，她又与蓝正龙合作，共同主演了音乐题材的剧情片《电哪吒》；也是在这一年，她还与张少怀合作，主演了金马影展系列短片中的一部作品《到站停车》。进入二零一二年，谢欣颖的演艺事业继续稳步前进，她首先凭借在电影《命运化妆师》中的精彩演绎，获得了第十届意大利亚洲影展最佳女演员奖；随后，她接连参与了两部近代动作片的拍摄，分别是与梁家辉、杨颖、冯绍峰等演员合作的《太极1：从零开始》以及《太极2：英雄崛起》；同年，她还与柯震东、简嫚书、郭书瑶等一同出演了爱情喜剧片《南方小羊牧场》，进一步拓宽了自己的表演领域。
二零一三年，演员谢欣颖迎来了其演艺事业中颇为重要的一个阶段。她与丁春诚、凤小岳、喻虹渊等演员共同合作，出演了台湾版《白色之恋》，在剧中饰演了女主角何筠彩。这一角色性格温柔而内心坚毅，却天生患有听力障碍，谢欣颖凭借其细腻深入的演绎，成功塑造出人物的复杂内心世界，并因此获得了第四十八届台湾电视金钟奖最佳女主角奖的提名，收获了业界与观众的广泛关注。同年，她还与温升豪、吴慷仁联手，主演了爱情喜剧《金大花的华丽冒险》，在剧中扮演了性格开朗直爽、充满活力的女主角金大花，展现了与前者截然不同的表演风貌。 进入二零一四年，谢欣颖的演艺活动更为多元。她先是参与了由舒淇、张震、阮经天等知名演员主演的武侠剧情片《聂隐娘》，在大银幕上留下了自己的身影。随后，她转向电视剧领域，在与李威、黄鸿升、王乐妍共同主演的都市言情剧《巷弄里的那家书店》中，饰演了热爱舞蹈、对浪漫生活充满憧憬的女主角杜可馨。同年，她还主演了剧情电影《白米炸弹客》，进一步磨练了演技。此外，在汪东城、任容萱、谢孟伟等主演的网络穿越剧《超级大英雄》中，谢欣颖挑战了一人分饰两角，同时演绎了性格迥异的章显婷和娴儿，显示出其宽广的戏路和扎实的表演功底。 二零一五年，谢欣颖继续在多种类型作品中活跃。她不仅主演了剧情短片《王者对决》，还参与了由吴慷仁、严正岚、田中千绘联袂主演的惊悚灵异片《尸忆》。在该片中，她饰演了一位个性温柔、对男主角深情不移的未婚妻，为影片增添了情感深度。同年，她还与黄鸿升搭档，主演了音乐爱情单元剧《滚石爱情故事》之《漂洋过海来看你》，并在剧中成功塑造了蔡美英这一角色。 二零一六年，谢欣颖与李国毅合作，主演了现代爱情喜剧《我和我的十七岁》。她在剧中饰演的女主角艾丽丝，因一场意外导致记忆回到了十七岁的状态，谢欣颖精准地把握了角色心理与状态的转变，表演生动而富有层次。到了二零一七年，她主演了现代剧情片《蓝色项圈》，在片中饰演周老师一角。同年，她还与吴慷仁、林哲熹、李千那等演员合作，出演了警匪动作片《狂徒》，进一步拓展了自己的表演领域。
二零一八年，由谢欣颖担任女主角的科幻悬疑爱情剧《1006的房客》正式与观众见面，她在剧中成功塑造了程家乐这一角色，这位角色是一位个性乐观开朗、充满热情且毫无恋爱经验的新人记者。进入二零一九年，谢欣颖与林哲熹、李铭忠共同主演了现代科幻系列剧集《爱的广义相对论》之《回圈恋人》，她在剧中扮演了未来世界记忆银行的创始人，展现了角色在科技前沿的冷静与魄力。二零二零年八月，谢欣颖因出演现代剧情短片《住户公约第一条》而获得业界认可，成功入围第五十五届台湾电视金钟奖迷你剧集（电视电影）女配角奖；同月，她主演的爱情喜剧电影《怪胎》在中国台湾地区上映，她在片中饰演了女主角陈静，以细腻的表演诠释了角色的情感变化。同年十月，她凭借在电影《怪胎》中的精湛演出，荣获第五十七届台湾电影金马奖最佳女主角提名，其演技受到评审与观众的高度关注；此外，在该年度，她还与林心如、杨谨华、刘品言、郭雪芙等演员合作，共同主演了现代现实题材剧集《华灯初上》，她在剧中饰演日式酒店小姐黄百合（Yuri），这个角色话语不多、气质安静，以冷艳而富有距离感的独特形象深深吸引了酒客，该剧的拍摄工作于次年三月全部完成。二零二一年二月五日，她主演的电影《角头外传：浪流连》在中国台湾上映，她在片中饰演小淇一角；同年十二月，谢欣颖受邀出演了麋先生个人单曲《长成什么样子算爱情》的音乐录影带；而她主演的另一部作品《华灯初上第二季》也在年底如期播出。二零二二年，谢欣颖主演的现代剧《良辰吉时》播出；同年，她还以固定嘉宾的身份参与了户外实境节目《光露营就很忙了》的录制。三月十八日，她参演的犯罪嫌疑系列电视剧《华灯初上 第三季》在中国台湾播出，她在剧中再次饰演了黄百合这一角色。二零二三年九月二十二日，她参演的电影《成功补习班》在中国台湾上映，她在片中扮演Tiffany；十一月十日，她参演的电视剧《此时此刻》在网飞平台上线，她在剧中饰演姚之璇。二零二四年六月二十三日，她参演的电视剧《尸落人间》播出；七月十二日，她参演的电影《爱的噩梦》正式上映。二零二五年，她参演的奇幻题材电视剧《岛屿・神话》在中国台湾首播；六月七日，她主演的电视剧《我们与恶的距离2》也首次与观众见面。
二零一六年十月五日，谢欣颖正式对外公布了自己即将步入婚姻殿堂的消息，并将婚礼的具体日期确定在同年十二月二十五日。然而到了十一月十日，谢欣颖却突然宣布婚礼计划暂停，她坦言与当时的未婚夫梁士华之间因价值观存在差异，经过多次深入沟通与思考后，双方最终决定停止所有婚礼筹备事宜。时间来到二零二一年，谢欣颖与演员王柏杰被媒体拍摄到在台北信义区牵手漫步的画面，这段恋情由此进入公众视野。次年，在杨祐宁补办的婚宴上，王柏杰与谢欣颖在确认恋爱关系后首次公开一同出席活动，两人并肩亮相的场景引发不少关注。二零二五年九月，根据台湾媒体报道，谢欣颖承认已与王柏杰结束恋人关系。至二零二六年二月二日，两人又共同出现在大S雕像揭幕仪式的现场，随后外界便传出他们可能已复合的猜测。面对相关询问，双方经纪人并未直接证实或否认，仅以“不回应”作为答复，并补充说明两人在私底下依然保持着如同家人般的亲密友谊。当被问及为何会一同出席活动时，经纪人则委婉表示：“小朋友没想那么多”，暗示此次同框或许并无复杂考量。
二零一一年，演员谢欣颖凭借其在《命运化妆师》与《消失打看》两部影片中的出色表现，成功摘得台北电影节最佳女演员奖。当时评审团给予的评价指出，谢欣颖在这两部风格迥异、角色设定截然不同的作品中，展现了收放自如、宛若两人的精湛演技，充分彰显出她深厚且可塑性极强的表演潜力。谢欣颖的外形甜美可爱，自出道以来，因其容貌与大陆知名影星颇为相似，一直拥有“小周迅”的亲切称号。而在专业表演领域，她同样凭借自然细腻、扎实沉稳的演技，赢得了众多导演的广泛认可与持续青睐，逐渐在影视界建立起属于自己的独特位置。