二零零五年，郭彤彤凭借优异的成绩顺利考入上海戏剧学院表演系本科班，开始了为期四年的系统化专业学习。在校期间，她积极投身于各类舞台实践与表演训练，积累了丰富的艺术经验。二零零八年，郭彤彤作为学生代表，先后赴韩国、意大利及波兰等多个国家参与国际大学生戏剧节的交流活动，其出色的舞台表现获得了各方认可，并荣获由欧洲剧院颁发的专业证书，这为她日后的演艺事业奠定了坚实的国际视野与实践基础。
二零零九年，郭彤彤正式加入上海话剧艺术中心，开启了自己的职业演员生涯。就在同一年，她在话剧《蜗居》中成功塑造了“海藻”这一角色，其表演获得了业内的关注与认可；此外，她还凭借出色的舞台表现，荣获了上海佐临艺术奖“最佳新人奖”的提名。到了二零一零年，郭彤彤在王延松导演执导的话剧《雷雨》中，挑战并饰演了经典人物“四凤”。二零一一年四月，由她担任主演的话剧《黑衣女人》于上海话剧艺术中心成功首演；同年十月，她参演了改编自山田宗树小说《被嫌弃的松子的一生》的同名话剧《松子的爱》，在剧中深刻演绎了命运多舛的中学国文老师川尻松子；紧接着在十一月，她又出演了根据安妮宝贝小说改编的话剧《七月与安生》，细腻地诠释了剧中角色“七月”的复杂内心世界。二零一三年五月，郭彤彤与演员温阳、田蕤合作，共同出演了由周小倩执导的话剧《志摩归去》，她在剧中饰演了才女凌叔华。次年七月，她在杰寇默·拉维尔执导的话剧《白蛇传》中，以独特的理解诠释了“青蛇”这一充满魅力的角色。 二零一五年，郭彤彤的演艺事业扩展到影视领域，她在参演的悬疑谍战剧《伪装者》中，饰演了被明台施展美男计所迷惑的日本特务桃子小姐；同年十二月，她出演了改编自张小娴文学作品《我这辈子有过你》的舞台剧《这辈子有过你》，在剧中扮演女设计师周蕊，展现了角色在情感与职业间的挣扎；也是在这一年，她因其在戏剧舞台上的突出贡献，荣获了壹戏剧大赏年度菁英女演员奖。二零一六年，她与杨子奕、任山联袂出演音乐话剧《白蛇传》，再次饰演青蛇一角，并凭借在此剧中的精湛表演，赢得了第三届河内国际小剧场戏剧节的表演银奖；同年十月，她参演的爱情喜剧电影《脱单宝典》上映，在片中她饰演了干练的广告总监资姐。 二零一七年，郭彤彤参演的都市情感剧《我的前半生》播出，她在剧中饰演了凌玲的部下小董，展现了职场人物的细腻层次；八月，她参与了由上海话剧艺术中心与加拿大史密斯·吉尔莫剧团联合首创的肢体剧《鲁镇往事》，探索了表演艺术的更多可能性。二零一九年二月二十一日，她参演的抗战剧《觉醒》播出，她饰演了外表冷酷但内心世界极为丰富的法租界女巡捕吴蕾。二零二零年，她的作品持续与观众见面，二月十八日，出演的电视剧《完美关系》播出；七月十七日，参演的电视剧《三十而已》也相继播出。 进入二零二一年，郭彤彤依然活跃。三月三十一日，她参演的电视剧《理智派生活》播出；七月二十六日，参演的都市爱情剧《你是我的荣耀》播出，她在剧中饰演了夏晴的室友，以生活化的表演丰富了剧情。二零二二年是她作品高产的一年：二月七日，参演的女性都市职场剧《盛装》播出；四月七日，参演的都市言情喜剧《仙琦小姐许愿吧》播出；六月二日，参演的时尚职场剧《买定离手我爱你》播出；九月二十一日，参演电视剧《三悦有了新工作》播出；十一月四日，出演的医疗情感关怀剧《谢谢你医生》播出，她在多类型剧集中不断磨练演技。 二零二三年九月十二日，她出演的都市治愈爱情剧《南风知我意》播出，为观众带来了温暖的故事。二零二四年，郭彤彤继续在影视道路上稳步前行：七月十五日，参演的电影《素味平生》上映；九月十八日，出演的明查暗斗反特剧《暗夜与黎明》播出；十二月二十九日，出演的资本围猎观察剧《蔷薇风暴》播出，展现了她在不同类型题材中的驾驭能力。展望二零二五年，她已有多部作品预定与观众见面：一月二十四日，出演的都市情感剧《致1999年的自己》播出；四月十八日，出演的多元婚恋社会观察电视剧《成家》播出；六月五日，出演的都市情感剧《绽放的许开心》播出；七月二十一日，出演的电视剧《深情眼》播出；十二月二十二日，出演的都市爱情剧《骄阳似我》也将如期播出，持续为荧幕带来多样化的角色。
2025年6月，演员郭彤彤通过个人社交平台详细记录了自己在上海尝试“白发针”治疗的整个过程。在专业医疗机构进行详细面诊后，接诊医生根据她的具体情况制定了为期六个月的疗程方案。在接受首次注射后，郭彤彤坦言当时感受到了一些明显的刺痛感。当治疗持续进行到大约两个月时，她在更新中分享说，虽然头发尚未出现显著的由白转黑的变化，但令人欣慰的是，整个过程中也没有出现任何不良反应或副作用。她对此保持着理性的期待，认为白发转黑必然是一个需要耐心与时间的生理调节过程，不可能在短期内就立竿见影地看到效果。此外，郭彤彤还透露了自己长期受神经性偏头痛和梅尼耶病困扰的健康状况。她回忆道，有一次在瑜伽课上，熟悉的眩晕症再次发作，而那天正好是预约注射“白发针”的日子。一个值得注意的细节是，在完成当次的注射之后，她发现原本剧烈的眩晕症状竟然意外地得到了缓解并逐渐消失了。
在话剧《雷雨》的舞台上，郭彤彤通过饰演“四凤”这一角色，不仅强化了人物内心固有的“恐惧”感，更以独具个人特色的方式进行了全新演绎，从而塑造出一种与过往诠释截然不同的艺术风格，这一突破性的表演赢得了现场观众广泛的认可与好评。而在另一部作品话剧《七月与安生》中，郭彤彤尽管精准地捕捉到了角色“七月”在成年阶段最为真实的心理状态与情感特征，但在呈现少女时期七月的天真与敏感时，其表演似乎尚有提升空间，与《七月与安生》原著中所描绘的七月形象相比，仍能感受到些许微妙的差异。不过，随着剧情逐步推进并走向高潮，郭彤彤凭借其愈发投入且富有层次的情感表达，最终依然收获了观众们的肯定与赞赏。此外，在话剧《这辈子有过你》的表演中，郭彤彤则同时展现了角色周蕊身上两种截然不同的特质：一方面，她生动地呈现出周蕊迷人的身形与妩媚的气质；另一方面，她也深刻刻画了周蕊因陷入第三者身份而承受的内心挣扎与现实代价，这一复杂而真实的形象塑造尤其引发了女性观众群体的深切共鸣与情感认同。