2013年，参演了近代革命历史剧《飘帅》，她在剧中饰演了成熟冷静文武双全的共产党地下党员刑书媛；参演了古装传奇剧《兰陵王》，并在剧中分别饰演了郑儿和冯小怜；参演了都市情感励志剧《无声恋曲》，她在剧中饰演了时尚性感的酒吧歌手路雨纯；同年主演了古龙武侠剧《陆小凤与花满楼》。

2014年，主演了青春偶像剧《加油爱人》，并在剧中饰演了干练厉害的富家小姐范昀；11月，在杨蓉主演的古装爱情剧《美人制造》第八单元中出演单元女主角，并在剧中饰演了气质典雅的大唐绝色美女东方青；同年参演了青春偶像剧《遇见爱情的利先生》。

2015年8月25日，与柳岩搭档主演的情感剧《两个女人的战争》播出，毛林林在剧中饰演了善良单纯、为爱痴狂的知青女孩牛淑荣。同年，参演热血青春军旅偶像大剧《烈火海洋》。

2016年7月15日，毛林林作为开篇四期的唯一女嘉宾，参加了全明星体能对抗类综艺节目《阳光艺体能》。11月24日，主演的都市爱情剧《爱情珠宝》播出，毛林林在剧中饰演了大家族中贤惠知性的“二嫂”宋琪。

2017年，与韩雪合作主演了年代剧《乱世丽人行》，她在剧中饰演了飞扬跋扈的大小姐谢若雪。7月，出演杨幂主演的都市情感剧《谈判官》。同年主演的谍战剧《红蔷薇》播出，毛林林在剧中饰演了军统特工顾霜菊。同年，主演电视剧《生死迷情》。

2018年，出演新版《神雕侠侣》李莫愁。7月，与赵文卓合作出演电视剧《大侠霍元甲》。

2019年12月11日，与朱雨辰、李念等合作主演的都市情感剧《梦在海这边》首播，饰演追梦女青年艾薇。

2020年1月16日，主演武侠剧《绝代双骄》，剧中饰演移花宫宫主邀月；4月20日，参演凌潇肃、啜妮主演海南农垦题材剧《天涯热土》在央视一套首播。

2021年12月26日，特别出演的现实题材热血军旅剧《王牌部队》开播，饰演军属阿秀。

2023年2月10日，出演的都市情感剧《听说你喜欢我》播出。

2024年2月1日，主演的都市爱情轻喜剧《独一有二的她》播出。7月23日，出演的都市情感剧《无声恋曲》播出。8月26日，友情出演的古装悬疑探案剧《长乐曲》播出。10月9日，参演的电视剧《七夜雪》播出。

2013年8月，毛林林参加了中国轮椅天使公益协会举行的“千台轮椅爱心捐赠活动”的启动仪式。毛林林还亲自作画一副捐赠给协会作为义卖品，身体力行的支持公益事业，协会也授予其爱心荣誉大使称号。毛林林也号召身边的人来共同关注这个公益项目，希望能为他们贡献一点绵薄之力。

毛林林饰演的范昀给观众留下了极深印象，时而天真，时而呆萌，时而傻里傻气，由此获得“犯晕”小姐的封号。毛林林有着东方女性的古典美，戏里情感纠结戏外她却是一个大大咧咧的女汉子，正是因为她随时随地不顾形象的大笑，也让自己在剧组中得到了一个外号——“二姐”。不管是《兰陵王》中的郑儿还是《加油爱人》富家千金范昀，毛林林在戏里都爱得轰轰烈烈，是哪怕倒贴也要爱情的痴情主（网易评）。

毛林林在《幸福爱人》和《加油爱人》两剧中为了获得心爱的人而机关算尽，演绎了一段虐心之恋。毛林林把角色演的这么坏，证明了她突出的演技（深圳新闻网评）。

毛林林是一个性格率真的女孩，会给周围的人带来正能量，很看好她的演艺之路（导演赖水清评）。毛林林对剧本很认真，愿意对角色下功夫去研究，是一个有想法的女演员。（导演张自强评）。