2007出演巴金名著《家》剧中饰演瑞珏，转型成功。同年，黄奕与北京保利博纳电影发行公司高调签约。6月5日，在首届国产电影新人新作展中荣获2006年度新锐演员奖。9月参演古装黑色幽默片《神工》，出演角色唐小蝶。出演刘德华投资的电影《兄弟之生死同盟》，片中饰演苗侨伟的女友律师庄晴。11月，参与拍摄由贾樟柯监制、余力为导演的新片《塑料城市》。
2008年凭借黄奕凭借《荡寇》入围第65届威尼斯影展；参演电影《十全九美》，黄奕扮演的民女唐小蝶。参与并担任主演央视假日剧《青春舞台》。
2009年参演电影《倔强的萝卜》，黄奕饰演角色赵玥。
2010年1月参演电影《武林笑传》，饰演“风情”女掌柜。
2010年，做客《非常静距离》，2011年，做客《今夜有戏》。
2011年参演电影《一路有你》、《窃听风云2》、《竞雄女侠秋瑾》、《东成西就2011》等。与刘德华一同出演的《兄弟之生死同盟》；2011年黄奕所出演的影片总票房已超过4亿元人民币。2012年参演3D篮球题材励志电影《神奇》，黄奕出演篮球宝贝。
2012年6月，黄奕首部自导自演的微电影《交换》在上海电影节手机电影节上亮相，这是黄奕首次以导演的身份参与微电影拍摄。2013年参演电影《毒战》，剧中饰演干练潇洒的缉毒警小贝。同年在电影《窃听风云3》，黄奕将首次尝试黑帮大姐大的角色；同年参演电影《史前怪兽》。
2014年5月29日，客串出演电影《窃听风云3》中国上映。
2015年7月1日，黄奕主演的电影《默守那份情》在中国上映。
2015年，参演历史文化电影《国酒》。
2017年，黄奕参演都市爱情片《识色，幸也》，在片中饰演邝原曦。
2019年6月21日，黄奕参演的电影《碟仙》播出，在片中饰演单亲妈妈梦瑶，随后出席第22届上海国际电影节金爵奖颁奖典礼红毯。同年，主演电影《爱笑种梦室之白蛇传说》，在片中饰演黄小奕。
2020年9月，加盟腾讯视频导演选角真人秀《演员请就位第二季》。9月28日，确认加盟综艺节目《奋斗吧主播》。
2021年1月15日，加盟湖南卫视熟龄女性甜蜜觅爱社交原创综艺《怦然再心动》；1月26日，加盟腾讯视频综艺节目《吐槽大会第五季》；1月29日，出演的喜剧爱情电影《移情高手》上映；参与录制了《王牌对王牌第六季》20210326期节目。4月，参加由搜狐视频出品的萌娃美食真人秀《天呐！你真高第二季》；5月，参加综艺节目《上班啦！妈妈》；7月9日，主演的冒险悬疑动作电影《龙棺古墓：西夏狼王》在爱奇艺独家上线；8月14日，主演的电影《重回地球》上映。10月9日，主演的电影《爸爸妈妈别离开我》在上海举行开机新闻发布会；10月，主演的电影《平凡英雄》杀青；参演电视剧《理想照耀中国》。
2022年2月，黄奕主演的喜剧电影 《重回地球》定档9月9日上映。
2011年7月15日，黄奕坦言，因为主演秋瑾走出了离婚时的低谷，在祭拜时一度泪洒当场。11月26日，黄毅清首次在微博上承认与黄奕的恋情。
2013年，黄奕于美国当地时间1月19日在洛杉矶医院产房，产下一女。
2014年6月16日，黄奕发出律师函，对丈夫黄毅清提出离婚，并称其造谣并曾实施家暴，对于女儿抚养权的问题将通过法律途径争取。
2014年7月1日黄毅清转发了一条微博，内容是将黄奕早前交出的“黄毅清悔过书”和自己重新手抄的一份“悔过书”作笔迹对比，证明两张纸的笔迹不属于同一个人，暗指黄奕伪造证据。2014年7月4日黄毅清与黄奕签署离婚协议。黄奕的律师将于2014年7月9日去法院撤销离婚诉讼。在两人分开后，女儿的监护权归母亲黄奕，但黄毅清每个月依旧有10天时间可以陪着女儿。
2014年10月10日，黄奕和黄毅清在法院签字，正式离婚。
2014年11月6日晚，黄奕转发律师朱晓磊的关于“黄奕女士针对黄毅清先生涉嫌诽谤一事的律师正告函”的微博，并写道：你捏造事实，扭曲人性，卑鄙无任何底线。
2014年11月22日凌晨，黄毅清分享一篇题为“这一刻，你我只是铛爸铛妈…别无其他”的长文，大打温情牌，媒体评论称其欲与黄奕讲和。
2015年9月23日黄奕和前夫黄毅清齐聚北京芭莎慈善夜，此前黄奕和前夫黄毅清争夺女儿探视权而闹的不可开交，黄毅清更是不断在微博上怒斥黄奕不让自己和女儿见面，历数黄奕罪行并时常恶言相向。近日，两人的关系有破冰的现象，黄毅清首次在微博上感谢黄奕，而黄奕更是主动晒出前夫黄毅清与女儿合影。
活动群访中，黄奕被问及与前夫黄毅清目前的关系，黄奕坦言：“放下对彼此都好，放下痛苦、包袱，彼此才能走未来的路。”被问和前夫有无复合的可能性，尽管身旁工作人员已经叫停，但黄奕还是坚持回答了记者的问题，干脆说道：“没有”。
2017年4月，演员黄奕诉黄毅清名誉权、隐私权纠纷案一审胜诉，黄毅清被判向黄奕公开致歉并赔偿黄奕各项损失共计133500元。黄奕与黄毅清二人离婚已经三年有余，为了抚养权、探视权争论不休，撕逼大战从未停过。
早前，黄毅清曾就女儿感冒两个月未好而公开指责黄奕“做人别太过”。此外，黄毅清针对黄奕和保姆对孩子的冷漠，也公开指责黄奕，并叫板“哪怕世界上有再多的父亲离婚后不管不顾孩子，这种遭遇都不会发生在我女儿或者我任何以后的孩子身上。”并怒怼网友“别借题发挥”。同时他也表示，“如果女儿在爸爸这里受到任何委屈回去妈妈那里告状了，那是做父亲的失职，请随意公开指责我，我一句不会反驳，保证低头认错。”
黄奕杂志封面
黄奕在《卧虎藏龙》中表演“古装扮像神似赵雅芝，现代装的气质像杨采妮”（林瑞阳评）；在《塑料城市》中黄奕有一种与生俱来的尊贵气质，给人一种清新脱俗的感觉（贾章柯评）；黄奕的表演非常自然和生活化（古天乐评）；黄奕拥有一种辉煌的漂亮，让人无法不赞叹，不由自主地就被黄奕吸引（王安忆评）。黄奕拥有高贵、优雅的气质，从《歼十出击》里英姿飒爽的空军女上尉到《越光宝盒》里温婉贤淑的嘻哈版小乔，从《武林笑传》里妩媚妖娆的老板娘到《叶问前传》里身手不凡的传奇女子叶问夫人张永成、《一路有你》里素颜出镜的悲情女子，当年灵动娇俏的“小燕子”似乎只留下一个依稀的影子，黄奕呈现出来的是越来越多、越来越丰富的角色（大众电影评）。
2014年6月11日，媒体爆料黄奕撇下丈夫与女儿独自前往香港，并与一名何姓亿万富商见面，留港数日期间，富商一直陪伴左右，甚至旁若无人的一同进出四季酒店。该何姓富商做银器生意，跟赌王太太梁安琪私交甚好，身价过百亿，他与黄奕已来往了一段日子，二人不时在香港见面。
文章中自述自己与黄奕之间的点滴恩怨，表示黄奕出轨不止一次，自己手中握有黄奕出轨证据，并爆料黄奕与女儿拍照只为作秀。随后，黄奕也发表长微博回应丈夫指责，黄奕表示自己的感情世界很不成功，每一次真心期待，结局总是不欢而散。
2014年6月12日，黄奕老公黄毅清发表长微博，自称还原事实。6月12日凌晨2时整，前夫姜凯在微博发声，讽刺黄奕是“淫猫”，并庆幸闪离。
对于港媒曝出“出轨开房”一事，凤凰娱乐独家采访黄奕经纪人，黄奕否认了黄奕密会富商的传闻，称黄奕是去香港洽谈自己所打理电影公司的电影《茶神》的幕后工作。
2014年6月16日，对于之前媒体发出的虚假报道，黄奕要求相关媒体删除报道内容，并进行书面道歉。律师指出，作为黄奕的丈夫黄毅清不但不帮助黄奕维护名誉，还在网络上转发虚假报道，并发布了《还原事实，还一个公道》的文章，导致虚假报道在更大范围内传播。文章内容失实，严重侵犯了黄奕的名誉。黄奕要求其删除侵权内容，并在微博上公开道歉。
黄奕与黄毅清的离婚事件落下帷幕。经法院调节，黄奕和黄毅清正式离婚。女儿归黄奕抚养，两人无财产分割。2014年10月11日，黄奕在微博上上传了和女儿的合影，并发布了声明。黄奕和黄毅清的离婚事件持续三四个月之久，在此期间，黄毅清不断制造各种新闻，但黄奕始终保持缄默。在声明中，黄奕首先对近期自己给公众带来的困扰和影响表达了自己最诚恳的歉意。同时黄奕感谢了这段时间一直支持黄奕的父母、亲友、粉丝、律师等人。对于这段令人困扰的婚姻，黄奕只用了“冷暖自知，无以言表”8个字概括，黄奕表示今后的重心全部在女儿身上，是女儿的陪伴让黄奕坚持走到了今天。声明最后，黄奕同样用了8个字表达了今后的决心：“母女偕行，互相取暖。”
2014年11月，黄毅清不断在微博爆料前妻黄奕的“情史”，并牵扯多位圈内人士。对此，黄奕的宣传人员日前表示，黄奕已去报案，等立案之后就会告黄毅清诽谤，并且发声明说明事实。
2014年11月22日凌晨，黄毅清分享一篇题为“这一刻，你我只是铛爸铛妈…别无其他”的长文，大打温情牌。文章回顾了这场“抢女大战”的始末，并苦口婆心劝黄奕看在两人都是女儿至亲的份上，可以不再互相中伤、互相惩罚，以给女儿一个充满父爱母爱健全的成长环境。
2015年1月11日晚上，黄毅清发微博疑似告白黄奕：“马上生日了，为了生命中两个最爱的人，就当送给自己30岁的生日礼物，任性一回#禧铛。我爱你#……另一个保密。”微博配上手机截图，表示在微博地址上输入“禧铛.我爱你”就会跳转到他女儿的微博主页。至于另一个“最爱的人”，黄毅清自己在微博下回复是“铛妈”，之后又删除。许多网友发现在浏览器输入“黄奕.我爱你”会直接跳转到黄毅清自己的微博，不过后来跳转则被取消。