寫真2005年7月,出演由李惠民執(zhí)導(dǎo)的古裝武俠劇《長劍相思》；11月,參加第二屆國際航空小姐大賽的形象大使的評(píng)選；12月,與周迅,金城武合作出演愛情電影《如果·愛》。2006年4月,出演都市愛情劇《美麗新天地》；8月,出演由張國立執(zhí)導(dǎo)的喜劇電影《第601個(gè)電話》；10月,與秦嵐,黃少祺合作出演民國劇《第一茶莊》。2007年1月,與鐘夫翔,保劍鋒合作出演武俠喜劇《青天衙門》；2月,參演由堀川敦厚執(zhí)導(dǎo)的人物劇《李香蘭》；6月,出演由張一白執(zhí)導(dǎo)的愛情電影《夜·上海》；7月,與吳奇隆,范文芳等出演神話劇《聊齋奇女子》；8月,出演動(dòng)作電影《天堂口》。2008年,與晨陽合作主演都市職場電影《金色外灘》；11月,與鄭元暢,林依晨合作出演偶像劇《我的億萬面包》,在劇中飾演漂亮而又優(yōu)雅,個(gè)性堅(jiān)強(qiáng)的小公主葉可娜。2009年,出演由馬魯劍執(zhí)導(dǎo)的民國情感劇《風(fēng)雨雕花樓》,在劇中飾演糾纏于大家族史與跨年代苦戀之中的杜小蘭。2010年5月,與吳建飛,劉述合作主演諜戰(zhàn)電影《澳門往事》,在片中飾演澳門當(dāng)?shù)氐拇蠹议|秀周儂靜；9月,出演由劉偉強(qiáng)執(zhí)導(dǎo)的動(dòng)作電影《精武風(fēng)云·陳真》,在片中飾演上海學(xué)生領(lǐng)袖秋婷。《命運(yùn)速遞》2011年6月,與李冰冰,全智賢合作出演劇情電影《雪花秘扇》,在劇中飾演百合的貼身婢女勇剛,因沒有裹腳還被稱為“大腳勇剛”。2012年3月,與秦昊,莫小奇合作出演勵(lì)志電影《下一個(gè)奇跡》；7月,與黃奕共同主演公益類題材的微電影《交換》。白夜追兇2016年,主演由李非執(zhí)導(dǎo)的喜劇電影《命運(yùn)速遞》,在片中飾演一位夢想破滅的女演員琴初九；7月,與楊奇鳴,蔡文靜合作出演懸疑網(wǎng)劇《滅罪師》。2017年,與潘粵明,王瀧正等合作主演懸疑推理劇《白夜追兇》,在劇中飾演認(rèn)真專業(yè)的法醫(yī)高亞楠。2018年4月,參演青春校園劇《忽而今夏》,在劇中飾演理科二班班主任英語教師林老師；6月,與宋寧峰合作主演劇情電影《一日父子》；8月,參演黃渤“HB+U”計(jì)劃首部電影《怒水西流》；9月,主演奇幻喜劇電影《再見汪先森》；12月,憑借電視劇《白夜追兇》,獲得中國國際青年電影展網(wǎng)絡(luò)劇最佳新人獎(jiǎng)。2019年11月,出演都市情感懸疑劇《白色月光》,在劇中飾演颯爽獨(dú)立的好閨蜜趙佳琪；12月,在懸疑劇《迷霧追蹤》中飾演絕望的母親任靜。2020年,主演女性職場劇《她和她們的故事》；9月16日,出演的電視劇《沉默的真相》播出,在劇中飾演任玥婷；11月6日,出演的年代劇《隱秘而偉大》播出,在劇中飾演周明佩；12月18日,主演的文藝電影《一日父子》在全國上映,她在片中飾演婚后多年未育子女,內(nèi)心敏感的梅月。2021年7月9日,參演的電影《再見汪先森》上映；7月12日,主演都市情感劇《我的鄰居長不大》；9月,主演的都市醫(yī)療劇《非凡醫(yī)者》正式開機(jī)；11月19日,參演驚悚懸疑電影《門鎖》。2022年1月18日,主演的冒險(xiǎn)懸疑劇《淘金》播出；2月7日,特別出演的女性職場劇《盛裝》于東方衛(wèi)視播出；5月10日,與歐豪,王景春主演的刑偵懸疑推理劇《對(duì)決》播出；6月,出演環(huán)保司法劇《江河之上》。9月23日,參演的電視劇《煥羽》開機(jī)。10月12日,參演的電視劇《黃雀》開機(jī)。

2017年12月,呂曉霖受邀出席以公益為主題的環(huán)球風(fēng)尚年度盛典,她則在采訪中,表達(dá)了自己對(duì)于公益“時(shí)代性”的理解。

呂曉霖呂曉霖憑借其細(xì)膩的演技,將網(wǎng)劇《白夜追兇》中的法醫(yī)高亞楠一角詮釋得深入人心,不論是做尸檢還是還原案發(fā)現(xiàn)場,都被其表現(xiàn)的極其專業(yè),理智；同時(shí)她也憑借自己的實(shí)力,將劇中專業(yè)又拗口的臺(tái)詞,清晰,順暢的為觀眾展示在熒屏上。呂曉霖在出席活動(dòng)時(shí),以一襲黑色拽地長裙,展現(xiàn)出了其優(yōu)雅卻不失靈動(dòng),大氣而又柔美的氣質(zhì)。而在拍攝寫真時(shí),她身穿黑色外套,搭配白色襯衣,露出性感的鎖骨,眼神堅(jiān)定而又霸氣,盡顯知性熟女的風(fēng)范。