2001年，出演姜峰執(zhí)導(dǎo)的警匪劇《煙海沉浮》，這也是她的首部
影視劇作品
。2003年，出演劇情片《電影往事》，在劇中飾演天真無(wú)邪，熱愛(ài)電影的童年江玲玲；11月，與郭曉冬、李佳合作出演鄉(xiāng)村愛(ài)情文藝片《
暖》，在劇中飾演暖的女兒丫
；同年，出演王珈執(zhí)導(dǎo)的劇情片《
驚心動(dòng)魄》。
2005年，出演陳凱歌執(zhí)導(dǎo)的奇幻動(dòng)作片《無(wú)極》，在片中飾演小時(shí)候的傾城；同年，出演家庭倫理劇《回家》
。2006年，出演張延斌執(zhí)導(dǎo)的數(shù)字電影《惟有承諾留我心》，飾演小時(shí)候的韓雪婷；同年，與董潔、潘粵明合作出演年代情感劇《紅衣坊》，飾演富家小姐趙雪茗。
2007年，在張琦執(zhí)導(dǎo)的懸疑驚悚片《救我》，飾演善良可愛(ài)的小雪；4月，搭檔張嘉譯出演家庭倫理劇《溫暖》；5月，與張嘉譯、李小冉合作出演《為愛(ài)結(jié)婚》，飾演學(xué)生陸蓓蓓；6月，與邱心志、田海蓉合作出演年代情感劇《旗袍》；隨后，與李冰冰、黃海冰共同出演古裝青春勵(lì)志劇《再生緣》，飾演童年孟麗君；同年，搭檔姚芊羽出演悲情勵(lì)志劇《笑著活下去》
。
2008年，出演劉苗苗執(zhí)導(dǎo)的劇情片《小田進(jìn)城》，在劇中飾演農(nóng)民工吳國(guó)慶的女兒小田；2月，與陳小藝、黃曼合作出演都市情感劇《突然心動(dòng)》，飾演聰明伶俐的小學(xué)六年級(jí)學(xué)生肖婭；6月，與梅婷、王志文、佟大為合作出演年代愛(ài)情劇《幸福還有多遠(yuǎn)》飾演吳天亮收養(yǎng)的小女兒大丫；11月，與午馬、鄭佩佩合作出演情景喜劇《家有兒女新傳》，飾演漂亮可愛(ài)，學(xué)習(xí)好的唐娜
。
2009年，與周杰倫、林志玲合作出演尋寶探險(xiǎn)片《刺陵》，飾演小時(shí)候的藍(lán)婷
；2月，與林心如、劉濤共同出演古裝愛(ài)情劇《大理公主》飾演貧苦寡婦楊玉姣的女兒楊阿細(xì)；同年，出演韓三平執(zhí)導(dǎo)的紀(jì)錄片《春蕾綻放》，飾演春蕾班的少數(shù)民族學(xué)生農(nóng)小梅
；11月，與劉佳、李幼斌合作出演諜戰(zhàn)劇《密戰(zhàn)》
，飾演武梅的女兒；同年，還參演了董志強(qiáng)執(zhí)導(dǎo)的家庭倫理劇《故夢(mèng)》。
2010年1月，在都市情感劇《突然心動(dòng)》中，飾演肖關(guān)鵬的女兒肖婭
；12月，客串馮小剛執(zhí)導(dǎo)的喜劇愛(ài)情片《非誠(chéng)勿擾2》
。
2011年，參演安建執(zhí)導(dǎo)的年代商戰(zhàn)劇《向東是大海》；11月，與陳思斯、巫剛共同出演《戈壁母親》，飾演小時(shí)候的鐘柳；11月30日，參演的電視劇《媽祖》，飾演少年媽祖
；同年，與毛俊杰、朱剛?cè)請(qǐng)蚬餐鲅莨叛b傳奇劇《孔子春秋》，飾演年少的小姜
。
2012年，出演愛(ài)情神話片《畫(huà)皮2》，飾演少年靖公主
；9月，出演吳永倫執(zhí)導(dǎo)的校園清新偶像劇《101次告白》，飾演表面上有著富家千金的任性和傲慢，實(shí)則是率真善良的朱貝貝
。
2013年，與劉德華、林志玲合作出演動(dòng)作科幻片《天機(jī)·富春山居圖》
；8月，與方力申、張馨予合作出演懸疑愛(ài)情片《致命閃玩》，在片中飾演初中女生。
2014年2月，與王志文、李小冉合作出演家庭情感喜劇《大丈夫》，在劇中飾演王志文的女兒歐陽(yáng)淼淼
；3月，與張嘉譯、閆妮合作出演都市時(shí)尚情感劇《一仆二主》，飾演楊樹(shù)的女兒楊樹(shù)苗
。
2015年，在徐輔軍執(zhí)導(dǎo)的家庭情感劇《妻子的謊言》中，飾演江一明的臺(tái)詞老師陳璞
玉
；3月，搭檔姜潮共同主演都市愛(ài)情片《
向天真的女生投降》，關(guān)曉彤的父親作為該片制片人
；4月，出演蘇有朋執(zhí)導(dǎo)的青春愛(ài)情片《
左耳》，在片中飾演張漾的女友蔣姣；5月，出演青春偶像劇《嬉戲魔法樂(lè)園》，在劇中飾演聰明可愛(ài)的安潔西公主
。9月，關(guān)曉彤發(fā)行個(gè)人首支單曲《安潔西公主》
；10月，與景甜，張哲瀚合作出演古裝愛(ài)情喜劇《
班淑傳奇》，飾演班淑的學(xué)生江繡
；隨后，主演愛(ài)情喜劇片《
浪漫天降》，在片中飾演俏麗空姐沙沙
；11月，關(guān)曉彤發(fā)行暖心小情歌《關(guān)于你和我的故事》
；12月1日，發(fā)行首張Mini專輯《十八Eighteen》
；12月，出演都市情感劇《我的老婆大人是八零后》，在劇中飾演叛逆任性的visa
。
2016年5月31日，與孫紅雷、江疏影、張藝興合作主演都市愛(ài)情劇《好先生》首播
，在劇中飾演冷漠叛逆、不愛(ài)說(shuō)話的彭佳禾
，并憑借該劇獲得第23屆上海電視節(jié)-白玉蘭獎(jiǎng)最佳女配角獎(jiǎng)
；1月11日，在情感劇《搭錯(cuò)車(chē)》中飾演心地善良、為人仗義的阿美
；隨后，主演清新校園喜劇《老師晚上好》，飾演活力四射、敢愛(ài)敢恨的學(xué)生林夏
；2月7日，首次參加央視春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)，與郭冬臨、馬天宇等人合作表演小品《是誰(shuí)呢》
；4月20日，主演年代情感勵(lì)志劇《我們的純真年代》播出
，在劇中飾演尤玲之女苦瓜；7月20日，領(lǐng)銜主演的古裝劇《九州·天空城》播出，在劇中飾演天真無(wú)邪且神秘的星流花神易茯苓
。
關(guān)于你和我的故事
2017年1月27日，與王嘉、馬天宇在央視春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)桂林分會(huì)場(chǎng)共同演唱歌曲《帶上月光上路》，這也是關(guān)曉彤第二次登上央視春晚舞臺(tái)
；7月28日，其與眾多藝人共同出演的建軍九十周年獻(xiàn)禮片《
建軍大業(yè)》在全國(guó)上映，她在片中則飾演革命先輩鄧穎超
；8月8日，主演的古裝玄幻劇《軒轅劍之漢之云》播出
，飾演陽(yáng)光天真的夷洲土著少女耶亞希
；11月27日，與馬可搭檔主演的青春校園勵(lì)志劇《
極光之戀》播出
，飾演在美國(guó)留學(xué)的歌舞劇演員韓星子
；此外，她還與王一博共同演唱了電影《
二次初戀》的同名主題曲
。
2018年1月14日，與宋威龍搭檔主演的古裝愛(ài)情劇《鳳囚凰》首播
，在劇中飾演劉楚玉
。隨后，與盛一倫、張?zhí)鞇?ài)合作主演現(xiàn)代勵(lì)志輕喜劇《如果可以，絕不愛(ài)你》
；4月30日，關(guān)曉彤參加央視五四晚會(huì)錄制，并在晚會(huì)上獲得了“五月的鮮花”優(yōu)秀青年演員稱號(hào)
；6月8日，主演的青春愛(ài)情片《一紙婚約》上映，在片中飾演張輝的女兒王小相，她也憑借該片獲得第9屆澳門(mén)國(guó)際電影節(jié)最佳女配角獎(jiǎng)提名
；7月23日，與鹿晗搭檔主演的青春熱血格斗劇《甜蜜暴擊》在湖南衛(wèi)視播出，她在劇中飾演性格堅(jiān)強(qiáng)獨(dú)立，但外表冷漠的女子方宇
；同年出演電影《圖蘭朵》，飾演圖蘭朵公主
；9月30日，主演的由張藝謀執(zhí)導(dǎo)的武俠動(dòng)作片《影》全國(guó)上映，而她在片中飾演嬌蠻少女青萍
。
2019年1月4日，關(guān)曉彤為中國(guó)電影頻道評(píng)選的演技派新生代四小花旦最終人選
；2月1日，擔(dān)任浙江衛(wèi)視《王牌對(duì)王牌第四季》固定王牌MC
；2月4日，參加央視春晚，關(guān)曉彤與韓雪、王嘉、魏大勛、臺(tái)風(fēng)少年團(tuán)演唱歌曲《青春暢想》；4月，關(guān)曉彤參加北京衛(wèi)視明星跨界家裝改造真人秀節(jié)目《向往的星居》的錄制
；9月14日，主演黎志執(zhí)導(dǎo)的青春愛(ài)情劇《二十不惑》，在劇中飾演傲嬌叛逆，愛(ài)打扮愛(ài)美妝梁爽
；9月16日，為《我和我的祖國(guó)》“音為有你”主題音樂(lè)活動(dòng)，翻唱經(jīng)典歌曲《聽(tīng)媽媽講那過(guò)去的事情》
；12月19日，獲得第六屆中國(guó)電視好演員年度盛典“綠組”最佳女演員獎(jiǎng)
；12月31日，關(guān)曉彤參加央視跨年盛典，并和魏大勛演唱歌曲《世界上唯一的花》
；同日，參加2020BTV環(huán)球跨年冰雪盛典，關(guān)曉彤與張若昀演唱歌曲《說(shuō)唱北京事兒》
。
2020年1月25日，參加2020年北京廣播電視臺(tái)春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)
，關(guān)曉彤與大張偉演唱歌曲《撒花兒》
；2月21日，擔(dān)任浙江衛(wèi)視《王牌對(duì)王牌第五季》固定王牌MC
；3月6日，主演的奇幻愛(ài)情喜劇片《月半愛(ài)麗絲》上映，飾演胖女孩林曉曦。
