2000年2月14日，参演的电视剧《贫嘴张大民的幸福生活》正式播出，这是霍思燕的第一部正式电视剧，在剧中饰演张大雪。
2001年，与俞飞鸿、何中华等主演的的电视剧《三少爷的剑》以及和张铁林、王刚、张国立等主演的《铁齿铜牙纪晓岚》先后播出，霍思燕分别饰演纪情、香草。
2002年，与刘小峰、于波、唐国强等主演的民国电视剧《女人汤》，霍思燕首次饰演反派人物高子。2003年，霍思燕首次担任女主角，与邓超、潘虹、郝蕾等主演的历史剧《少年天子》，霍思燕饰演乌云珠。
2005年，和潘虹再度合作，联合蒋欣、杨蕊、六小龄童、郑国霖等主演的古装神话情感剧《欢天喜地七仙女》于7月21日正式首播。
2006年，主演的古装神话悲剧《新聊斋志异》中首度饰演女鬼秋荣；在与聂远主演的悲情剧《像风一样离去》中饰演乔可欣。
古装清装悲剧《杨乃武与小白菜》中饰演小白菜；并在古装宫廷剧《大清后宫之还君明珠》中客串沈吟秋。
2007年，首次参演的战争剧《西安事变》在中央电视台播出，霍思燕在该剧中饰演四小姐赵一荻。
2008年，与吴樾、黄维德主演的《江湖往事》于2月20日播出，霍思燕饰演女主角赵小灵，这是霍思燕首次出演打女；2月22日，霍思燕与陈键锋、严宽主演的民国情感剧《最后的格格》在多地播出，饰演云香格格。
