白百何日前出席电影《捉妖记》在京发布会，当天，白百何穿着露脐的性感装扮，抬手时不时露出黑色文胸春光乍泄。
18日，白百何、阮经天、江疏影、李贤宰等明星出席电影《恋爱中的城市》发布会。众人现场为天津事故遇难者默哀。现场，白百何穿着短裙在采访时不慎露出白色的底裤，而她自己却浑然不知。
2004—2010年主演《与青春有关的日子》、《说谎的爱人》、《家的N次方》等电视剧。2011年因主演电影《失恋33天》走红[4] ，该电影内地票房3.5亿，凭借此片分别入围第49届台湾电影金马奖最佳女主角和第15届中国电影华表奖优秀女演员，并荣获第31届大众电影百花奖最佳女主角奖。
2012年主演电视剧《浮沉》与《离婚前规则》热播。2013年主演小成本电影《分手合约》、《被偷走的那五年》票房均过亿，并凭借《被偷走的那五年》提名第16届上海国际电影节最佳女主角 。同年出演冯小刚执导的电影《私人订制》女主角，该电影票房超7亿，成2013年贺岁档票房冠军 。
2015年，白百何、陆毅领衔主演的青春励志情感剧《长大》于1月29日登陆东方卫视、天津卫视黄金档首播，其饰演“菜鸟实习医生”叶春萌。2013年底顺利杀青并进入后期制作阶段的《捉妖记》原定于2015年春节上映，由于受原男主角柯某事件的影响需换角重拍，白百何不仅自动为老板挪档期，还零片酬出演。4月初，白百何拍摄主演由周迅监制、秦小珍执导的都市爱情电影《陪安东尼度过漫长岁月》，4月底与陈坤合作拍摄主演杨庆执导的重庆方言喜剧电影《火锅》。