2010年10月20日，领衔主演的革命剧《毛岸英》首播，宋轶在剧中饰演毛岸英的妻子刘思齐，这是她首次担任主演；10月21日，出演的都市爱情电影《爱情维修站》上映，她在片中饰演追求浪漫的美女空姐“文雪”。

2011年8月31日，由莫言编剧，任鸣执导的话剧《我们的荆轲》首演，宋轶饰演内心孤独凄凉的女主角“燕姬”。

2012年3月12日，与李光洁、王珞丹合作出演的爱情剧《山楂树之恋》开播，她在剧中饰演女主角静秋的闺蜜好友“钟萍”；3月13日，与张国强、陈创、温峥嵘联合出演的家庭情感剧《只要你过得比我好》播出，宋轶饰演因为上一代的恩怨而被葬送了幸福人生的“夏小白”；11月，在中央戏剧学院举办的第二届“学院奖（戏剧表演）”颁奖典礼上，宋轶凭借话剧《我们的荆轲》获得最佳配角奖；12月，领衔主演的微电影《微笑的樱桃》开拍，她在片中饰演身患白血病却依然情系乡亲，坚持做着大学生村官的“张筱雨”。

2013年7月14日，与杨洋、张嘉倪、连奕名联袂出演的抗战剧《终极征服》首播，她在剧中饰演忠义堂老大唐四爷的女儿“唐雪茹”；9月， 担任了第24届超模大赛亚太赛区总决赛晚会主持人。

2014年2月20日，古装情感剧《错点鸳鸯戏点鸳鸯》上部《错点鸳鸯》开播，她在剧中饰演“北方花魁”秦秋雨；3月4日，出演的古装情感剧《错点鸳鸯戏点鸳鸯》下部《戏点鸳鸯》播出；6月6日，主演的都市情感剧《宝贝计划》首播，她在剧中一改往日淑女形象，饰演了个性泼辣的女孩“李小梁”；10月27日，与黄觉、巍子等合作出演的抗战剧《英雄祭》开播，宋轶饰演外表优雅、内心坚强的富家千金“汪若诗”。

2015年7月10日，出演的青春校园电影《栀子花开》上映，该片由何炅执导；8月31日，与胡歌、靳东、王凯等联合出演的谍战悬疑剧《伪装者》首播，她因在剧中饰演悲情百变的军统女特工“于曼丽”一角而受到关注。

2016年2月，正式加盟都市音乐励志剧《夏梦狂诗曲》，她在剧中饰演个性格乖僻霸道的小提琴家“夏娜”；3月1日，出演的都市爱情剧《远得要命的爱情》首播，宋轶饰演心机颇深的富家千金“乔佳影”；12月2日，主演的谍战剧《尖锋之烈焰青春》播出，她在剧中饰演共产党的底下情报人员“唐不语”。

2017年3月23日，古装探案剧《神探狄仁杰之情花金人案》开播，宋轶在剧中饰演西域少女“南雁”；5月29日，都市言情剧《小情人》首播，她在剧中饰演活泼开朗、很有正义感的女孩“祖贝莱”；6月9日，搭档普提查·克瑟辛主演的都市爱情剧《逆袭之星途璀璨》播出，她在剧中饰演在娱乐圈努力打拼，最终成长为巨星的“苏橙”；10月9日，与张翰、贾青、陈乔恩联袂主演的年代剧《传奇大亨》开播，她在剧中饰演乐观坚韧的少女“瞿梦”。

2018年1月3日，与严屹宽领衔主演的年代谍战言情剧《小楼又东风》首播，她饰演肩负着家仇国恨，逐渐走上抗日救国道路的“吕晗芝”；6月5日，与郑奇、李君峰共同主演的军旅题材剧《兵王》播出，她在剧中饰演“兵王”的妻子、护士“夏小雨”；10月12日，与黄轩、Angelababy联袂出演的创业都市剧《创业时代》开播，宋轶饰演职场女强人“温迪”；12月27日，与秦俊杰、关晓彤等联袂主演的古装武侠剧《神风刀》开播，宋轶饰演知书达理的御史家大小姐“王嫣”。

2019年7月6日，以飞行嘉宾身份参加的浙江卫视文化旅游探索类综艺《青春环游记第一季》第10期播出；11月1日，获得了2019网易娱乐盛典“年度最受欢迎演员”奖；11月18日，与聂远、芦芳生合作主演的治愈系法医剧《心灵法医》播出，她在剧中饰演刑警队长“罗笔芯”；11月26日，与张若昀、李沁、陈道明等联合出演的古装权谋剧《庆余年》在腾讯视频、爱奇艺播出，她在剧中饰演可爱伶俐的京都第一才女“范若若”；12月31日，参加中央电视台跨年盛典，并和许魏洲合唱歌曲《我们都是追梦人》。

2020年6月19日，参与录制的浙江卫视户外竞技真人秀《奔跑吧第四季》第4期播出；6月25日，参与录制的中央广播电视总台端午特别节目《端午道安康》播出，宋轶担任嘉宾主持；12月31日，参加《浙江卫视2021跨年晚会》。

2021年2月14日，与郭麒麟领衔主演的古装商战剧《赘婿》在爱奇艺播出，她在剧中饰演不喜琴棋书画，独爱经商理财的奇女子“苏檀儿”；3月1日，主演的都市情感剧《爱的理想生活》开播，她在剧中饰演对婚姻和爱情的向往略显执拗的“戴希希”；4月30日，作为常驻嘉宾参与录制的浙江卫视星空下自驾露营青春慢综艺《追星星的人》播出；7月1日，参演的电影《1921》上映，该片是“庆祝建党一百周年重点影片”；6月28日，参加了庆祝中国共产党成立100周年文艺演出《伟大征程》，与于和伟、张桐、刘烨等合作表演了戏剧舞蹈作品《破晓》；11月17日，以“洛阳有缘人”的身份参与录制的爱奇艺原创全景式人文探索节目《登场了！洛阳》播出；12月1日，出演的古装悬疑剧《风起洛阳》在爱奇艺播出，她在剧中饰演名门望族河东柳氏之女“柳然”；12月31日，参加浙江卫视2022跨年晚会，她在晚会上演唱了歌曲《四季予你》；同日，参加启航2022——中央广播电视总台跨年盛典，与韩庚合作演唱了歌曲《山海万里只为你》。

2022年2月2日，参加“中国梦·我的梦——2022中国网络视听年度盛典”，与郭麒麟共同演唱了歌曲《水调歌头》；2月15日，参加了《2022年中央广播电视总台元宵晚会》；4月16日，担任嘉宾的浙江卫视星空下自驾露营青春慢综艺《追星星的人第二季》播出；4月28日，确定出演献礼“二十大”影片《中国青年：我和我的青春》；5月2日至5月4日，由中央广播电视总台推出的新媒体特别节目《UP青春》在央视频开播，宋轶等人将被邀请在节目中分享她们关于青春的记忆；5月4日，参加《奋斗的青春—2022年五四青年节特别节目》，宋轶与吴磊、陈少熙、潘珺雅合作演唱了歌曲《梦发光》；5月22日，与李易峰领衔主演的刑侦缉毒警匪剧《暗夜行者》在爱奇艺播出；6月3日，参加的解压推理真人秀《萌探探探案第二季》在爱奇艺播出；8月4日，参加《古韵新声-七夕》；12月31日，参加《2022-2023浙江卫视美好跨年夜》，与郑云龙演唱《水调歌头》。

2023年1月21日，参加《2023年中央广播电视总台春节联欢晚会》，表演开场节目《花开种花家》并与与黄霄云、宋祖儿和单依纯共同演唱歌曲《绿水青山》；1月24日，参加《奋进·新征程——2023中国网络视听年度盛典》，与王琳凯演唱《哈鹿哈鹿哈鹿》；5月1日，主演的电影《中国青年：我和我的青春》全网上线；6月18日，与白敬亭领衔主演的古装剧《长风渡》播出，她在剧中饰演扬州布商之女柳玉茹；7月2日，参加的节目《登场了！北京中轴线》在爱奇艺播出；8月27日，搭档韩栋主演的谍战剧《蜂巢》播出，宋轶饰演女主角“顾盼”；12月29日，与陈学冬、徐洋合作主演的都市青春励志情感剧《漂洋过海再爱你》播出，在剧中饰演知名品牌销售部主管夏缘。

2024年2月3日，参加《同心向未来——2024中国网络视听年度盛典》，表演国风唯美秀《不移》；2月4日，参加2024年央视特别节目《新春非遗之夜》，与高博文演唱歌曲《聊赠一枝春》；2月9日，参加《2024年中央广播电视总台春节联欢晚会》，表演节目《鼓舞龙腾》；2月10日大年初一19:30，参加《2024年北京广播电视台春节联欢晚会》，与胡彦斌、毛晓彤表演歌舞《“京”彩绽放》；3月9日，参加的综艺《幸运旅行家》播出；3月29日，领衔主演的都市女性群像剧《今天的她们》播出，在剧中饰演成都女孩路真真；5月4日，参加《闪光的青春——2024五四青年节特别节目》，与白宇演唱《敬所有的美好》；5月16日，参演古装传奇剧《庆余年第二季》播出；6月21日，主演的探心变身甜喜剧《颜心记》开播，在剧中饰演机灵通达的花想容掌柜颜南星。

2010年11月，宋轶在接受采访时透露，奥运跳水冠军胡佳是她的表哥，她也因此最喜欢看跳水项目。

2012年3月22日，宋轶应邀回到家乡湖北省荆门市参加 “感恩漳河、祈福中华”祭水大典仪式，并受邀出任该活动的节水大使，带领来自五大洲以及全国五十六个民族的爱水志愿者方阵和全场观众宣誓爱水誓言，传播“爱水、节水、惜水”的环保理念。

2013年8月，宋轶参加由“中国轮椅天使公益项目”发起的千台免费轮椅爱心赠送活动，在活动前，宋轶就用微博义卖的方式，筹集善款1万元，购买了20台轮椅，用于公益捐赠。活动当天，宋轶专程前往残疾人家中，为有需要的残疾人捐赠轮椅。

2020年10月，宋轶在平均海拔4000米的国道青藏公路沿线与志愿者一起通过捡拾青藏公路旁垃圾，向社会发出爱护青藏线、保护高原生态的倡议。

2021年7月，宋轶为河南暴雨灾情捐款20万元；9月，宋轶被洛阳市文化广电和旅游局授予“洛阳文化旅游推广大使”称号。

2024年5月19日，湖北省文化和旅游厅官宣：聘任宋轶为首批湖北文旅推广大使。

宋轶肤白细腻，相貌出众清纯。在《毛岸英》《红楼梦》等影视作品中都有着精彩表现。在话剧《我们的荆轲》中，宋轶扮演的“燕姬”造型多变，开场一身艳丽的大红色古装扮相惊艳全场，全戏更是以多套华美的服饰以及精湛的台词成功驾驭“燕姬”。在电视剧《山楂树之恋》中，宋轶饰演的钟萍，清新甜美的模样十分惹人喜爱。在电视剧《只要你过得比我好》中，宋轶颠覆纯情少女印象，突破出演剧中最纠结的角色夏小白。随着剧情的推进，宋轶在情感戏中表现出的爆发力让人惊艳。她的表演自然而又生动，将人物内心复杂纠结的感情演绎的淋漓尽致，对于人物年龄的跨度拿捏地非常准确，足见其表演的张力。（网易娱乐、新浪娱乐、导演马鲁剑评）