2012年，大学二年级的袁冰妍便出演了电视剧版《叶问》，她在剧中饰演了八卦掌掌门人的孙女秋剑云，而首次拍摄打戏的她则坚持不用替身，亲自完成动作；11月，袁冰妍还参演了现代都市喜剧《爱情公寓4》。
2013年6月8日，袁冰妍出演的近代革命剧《冷枪手》在安徽池州开机，她在剧中饰演了总理千金蒋玉珊；8月，其出演的都市情感剧《向幸福出发》开拍；同年，她还出演了人物传奇剧《末代皇帝传奇》，袁冰妍在剧中饰演的谭玉龄，聪明能干、温顺贤惠，也是溥仪一生最爱的妃子；此外，她还参演了清装宫廷剧《钱塘传奇》。
2014年，袁冰妍出演了现代都市情感剧《幸福的季节》；3月，她参演的古装传奇剧《隋唐英雄4》播出；7月18日，其领衔主演的都市偶像剧《白衣校花与大长腿》开播，她在剧中饰演的是白衣飘飘，充满神秘气息的美丽校花阮清恬；11月，袁冰妍出演的古装神话剧《布袋和尚新传》播出。
2015年1月，袁冰妍主演的《白衣校花与大长腿2》播出；随后，她还出演了刘俊杰执导都市职场剧《杜拉拉升职记》系列的最终章《我是杜拉拉》；6月，袁冰妍出演的民国传奇剧《太极宗师之太极门》开拍，其在剧中则饰演了乖巧可人，温柔甜美的大家闺秀陈如雨；同年，她还与刘恺威、杨蓉等人合作主演了古龙武侠剧《飞刀又见飞刀》；9月，其出演的古装仙侠剧《蜀山战纪之剑侠传奇》播出；11月，袁冰妍与张艺兴、陈伟霆、赵丽颖等人共同出演的民国探险剧《老九门》开拍，她在剧中饰演的则是二月红的妻子，温婉美丽、善良娴淑却红颜薄命的丫头；此外，袁冰妍还出演了个人的电影处女作《不速之客》。
2016年2月，袁冰妍与刘诗诗、霍建华、黄轩等人共同出演的古装宫廷励志剧《女医·明妃传》播出；7月21日，其主演的古装传奇剧《回到明朝当王爷之杨凌传》开机；她在剧中饰演的韩幼娘，善良淳朴，胸襟过人，既有小女孩的一面，同时也是男主角杨凌的贤内助；12月16日，袁冰妍主演的青春励志偶像剧《青春二月当艳阳》开机，剧中她饰演了乐天派又热心肠的女主角唐可儿。
2017年6月，袁冰妍主演的热血青春励志剧《少年盾》开机，其在剧中饰演的是性格倔强、外柔内刚，且品学兼优的小公主沈晓彤。
2018年1月29日，袁冰妍主演的浪漫武侠传奇剧《听雪楼》开机，她在剧中饰演了倔强冷傲，人中之凤的女主角舒靖容；5月，其特邀出演的古装玄幻剧《玄门大师》在爱奇艺上线播出 [28] ；同年，袁冰妍主演的另一部古装玄幻剧《将夜》在腾讯视频播出，其在剧中饰演的“天下三痴”之“书痴”莫山山，温婉静娴且冰雪聪明，玲珑剔透又细腻豁达，是世间年纪最轻的神符师，而袁冰妍在剧中的演绎则赢得了包括原著粉丝在内，众多观众的肯定与喜爱。
2019年，袁冰妍除了继续在《将夜2》中饰演莫山山；其与成毅搭档主演的古装仙侠剧《琉璃美人煞》也于2月底在浙江横店影视城开机。