2006年5月在雅虎搜索网、浙江卫视、华谊兄弟联合主办的雅虎搜星比赛中,赵丽颖凭借良好表现以及投票网友的支持,最终获得冯小刚组冠军,因而出演冯小刚执导的千万广告《跪族篇》的女主角,被华谊兄弟签下。之后,赵丽颖与周迅合拍了玉兰油广告。2006年11月,加盟由张国立、蒋雯丽倾情主演的50集电视连续剧《金婚》,饰演蒋雯丽14至17岁的三女儿多多,12月,与王刚、宁静、唐国强携手,出演古装剧《南越王》,2007年又接拍了《春去春又回》饰演任洁,2008年接《锁清秋》饰演安以轩的丫鬟文雁;2009年出演了由日本同名畅销小说改编的电视剧《苍穹之昴》中的玲儿一角。
2009年7月31日,第三届全球华人“非常短片”创意大赛在北京大学百年讲堂隆重举行,颁奖现场赵丽颖获得“最佳人气女演员”大奖。2011年,与徐峥、于波、雷恪生等合作主演的宫廷喜剧《大内低手》开播,赵丽颖首次触电喜剧题材,与徐峥碰撞出精彩火花。随后赵丽颖签约海润影视集团,并在2011年的琼瑶新剧《新还珠格格》中饰演了晴格格一角从而受到关注。