2004年，因出演陆江执导的电视剧《情定爱琴海》正式进入娱乐圈，该片由苏有朋、蔡琳、何润东等人联袂出演。2005年，在刘观伟执导的剧情片《大周秘案》中饰演谢瑶环的助手鸣凤，该片由徐锦江、陈德容等人联袂出演；同年，还主演了情景喜剧《售楼小姐》。
2006年，在公安类题材悬疑电视剧《终极记忆》中饰演张晴，该片由刘崇峰、陈应歧、高林豹等人联合执导，肖荣生、杨童舒、鲍蕾等人联袂出演；10月，参演由赖水清执导的古装宫斗剧《皇后驾到》播出，在剧中饰演侠女秋菊；同年，参演刘仕裕执导的作品《皇上二大爷》，该剧取材于传统相声《硕二爷》。
2007年，主演剧情片《小六》，在片中饰演一个残疾女孩；同年，在唐洪根执导的电视剧《江湖姐妹》中饰演陈红菱。2008年，主演由朱时春执导的苦情电影《继母日记》，在片中饰演天真无邪的女一号路美纯；同年，参演车径行执导的电视剧《三个女人的秘密》，该片由伊能静、王亚楠、郑雅文等人联袂出演。
2009年，在李海兴执导的剧情片《迷失疯人院》中饰演是潜伏在精神病院里装疯卖傻的卧底女探长，7月，主演的都市情感剧《爱在日月潭》播出，该剧由李保平、丁仰国执导，文章、林心如、柯叔元、蒋欣等人联袂出演；同年，主演由李海兴执导的剧情片《还珠记》，该片由刘广楠、彭兰、郝婷婷等人联袂出演；同年，主演由吴岱融执导的电影《凶草奇谈》；同年，在林聪执导的电影《灵药危情》中饰演古灵精怪的功夫女侠钟点点。
2010年，在谍战剧《激战江南》中饰演剧中反一号“紫蔷薇”，这也是叶新晨首次出演反面人物；同年，在电视剧《聂耳》中饰演女星黎莉莉。2011年9月，在青春励志剧《爱情花园》中一人分饰多角，同时，其首次献声主题曲《我的爱情式我做主》，并且担任主题曲MV导演，从脚本创作到现场拍摄再到后期制作，所有工作都由叶新晨完成；同年，主演丁小雄执导的家庭情感剧《老蒲的春夏秋冬》；同年，主演电影《原点》。
2012年6月，主演叶青醇执导的都市情感剧《幸福追击》；9月19日，在中国首部校园音乐电影《毕业那年》中饰演女二号吴婷婷，该片由姚宇执导，顾莉雅、朱文超等人联袂出演。2013年，在杨小波执导的都市情感剧《八十八家房客》中饰演单亲妈妈赵安安，该剧由鸿利、侯煜等人联袂出演；8月，主演黄力加执导的商战剧《活法》，该剧由李幼斌、李立群、史兰芽等人联袂出演。
2014年，主演话剧《奈何桥外1KM》；同年，首次拍摄网络剧《我为宫狂2》，挑战出演颇有争议的小三角色——反一号唐诗诗，尔虞我诈用尽手段夺爱；同年，出演电影《毛泽东与杨开慧》。2015年，主演汪子琦执导的剧情片《爱在星空下》，该片由陆昱霖、陈泽宇等人联袂出演；同年，在栏目剧《虎头铡》中饰演秦香莲。
2016年，主演由朱江执导的网络电影《深海X异种》；同年，主演网络电影《护士衫下》；12月，主演的电影《再渡情缘》开机。2017年，获得中国社会福利基金会市长助学公益基金“爱心大使”荣誉称号。2019年，主演叶巍民执导的剧情片《黄甲岭之恋》，该片由于洋、郑晓宁、郝爽等人联袂主演。2020年8月30日，出演的古装玄幻电影《双面狐》在爱奇艺播出，在片中中饰演反派皇后。
叶新晨生活照
2001年，叶新晨文化课超过550分考入上海戏剧学院。叶新晨与胡歌在上海戏剧学院时是同班同学，在校期间两人就有不少合作。
