2004年，呂壹在機緣巧合之下被導演徐克選中，出演了其監制的動作劇情片《散打》，並在片中飾演了身殘誌堅的小虞，而呂壹也就此踏上了演藝之路。
2005年，呂壹完成了個人的首部電視劇作品，她與胡歌、林依晨、韓雪、竇智孔等人合作出演了古裝神話偶像劇《天外飛仙》，
其在劇中則飾演了對愛情堅貞執著，猶如鄰家女孩般清新可人的賽金，
而呂壹也憑借該劇被更多觀眾認識。
2006年，呂壹先是與眾多藝人***同出演了金庸武俠劇《雪山飛狐》，她在劇中飾演了美麗溫柔，性格脆弱且命運悲慘的南蘭，
而呂壹也憑借該劇獲得了影視星銳榜的導演推薦；
隨後，她又與恬妞、鐘鎮濤、秦海璐等人合作主演了現代家庭情感劇《誰憐天下慈母心》，
並在劇中飾演性格倔強、卻用情專壹的阮海燕，
同年，呂壹還領銜主演了主演都市情感劇《雪在燒》，她在劇中飾演了純真善良，卻不幸殘疾的女主角羅壹，
而這也是呂壹首次擔任女主角的劇集作品；此外，她還出演了都市家庭劇《爸爸，別哭》。
2007年，呂壹出演了現代刑偵劇《雷霆出擊》；
她在劇中壹人分飾了性格截然不同的歐陽小溪、歐陽小雨，以及黃楊，而這也是呂壹首次在影視劇中壹人分飾多角；
同年，她還主演了抗戰動作懸疑劇《國家寶藏》。
2008年，呂壹出演了諜戰懸疑劇《迷霧重重》，並在劇中飾演性格大大咧咧，巾幗不讓須眉的陳家妹；
11月，其參演的古裝探案懸疑劇《十大奇冤》播出。
2009年，呂壹與劉蓓、何政軍、吳秀波合作主演的現代都市情感劇《嫁衣》播出，她在劇中飾演了敢愛敢恨的80後都市女孩尹小穗；
同年，呂壹還主演了家庭情感劇《阿喜》，並在劇中飾演了年輕漂亮，有愛心，有理想，卻又有點小任性的魅力女孩兒葉嵐。
2010年，呂壹與霍建華、陳思成、郭珍霓l聯袂主演的民國情仇劇《新壹剪梅》播出，
而她在劇中則壹人分飾了溫婉寬容的沈心慈和活潑大氣的趙繡雲；隨後，她還在家庭情感劇《爸爸別走》中飾演了雖然命運坎坷，但卻堅韌不屈的女主角劉麗芳，
而呂壹也憑借在兩部劇中的表現獲得了更多關註；同年，呂壹還出演了古裝武俠偶像劇《怪俠壹枝梅》，並在劇中飾演了神秘莫測的單元主角蘇櫻；
此外，她還客串出演了清宮穿越劇《宮鎖心玉》。
2011年，呂壹領銜主演的民國言情劇《菩提樹下》，她不僅在劇中飾演了命運多舛的女主角周鏡心，同時還演唱了該劇的片尾曲《相加菩提》；隨後，她與安以軒、馮紹峰等人合作主演的古裝宮廷劇《後宮》播出，劇中呂壹飾演的則是心地善良，內心倔強的賢妃邵清姿；
同年，其與李雪健、李晨、奚美娟等人***同主演的主旋律人物傳記片《楊善洲》上映，她在片中飾演的是楊善洲的三女兒，純情樸素，通情達理的楊靜香。
2012年，呂壹與朱亞文、苗圃等人合作主演的革命諜戰劇《地火》播出，她在劇中飾演敢愛敢恨且特立獨行，追求真理又不屈不撓的新時代女性楊念；
隨後，她主演的現代都市家庭劇《她的壹生》首播，劇中呂壹飾演的是天真活潑，樂觀積極的宋家次女雲雲；
而其客串出演的古裝玄幻偶像劇《軒轅劍之天之痕》也在同期播出，呂壹則在劇中飾演氐人族女皇，同年，她還與林永健、寧靜、劉蓓等人***同出演了跨年代平民劇《畢有財》。
2013年3月，呂壹與聶遠搭檔主演的都市愛情輕喜劇《負二代的幸福生活》開機；
與此同時，其與唐嫣、羅晉、孔維等人聯袂主演的年代諜戰動作劇《X女特工》播出，
她在劇中則飾演了溫柔似水，舉手投足之間都散發著女性魅力，且心理素質頗高的女特工譚睿玲；
10月，呂壹與林佑威、袁弘等人合作主演的現代都市愛情劇《真愛惹麻煩》在CCTV1下午檔播出，她在劇中飾演了雖理性世故，卻積極、心思縝密的美麗女孩兒林真心。
2014年，呂壹與佟麗婭、袁弘等人合作出演了現代情感劇《平凡的世界》，並在劇中飾演了勤勞善良、雖沒有太多文化，卻有著黃土高原女性特有柔情的山西姑娘賀秀蓮；同年，她還在年代諜戰劇劇《爸爸父親爹》中飾演了身手了得又幹練颯爽的紅色美女特工季小南 。
2015年，呂壹領銜主演了都市勵誌情感劇《我是幸運兒》，並在劇中飾演了對婚姻真誠樂觀，誓將愛情進行到底的時尚插畫師王小幸。
2016年，呂壹主演了革命戰爭劇《紅旗漫卷西風》，她在劇中飾演的是行事果敢，敢愛敢恨、集才氣、霸氣、靈氣於壹身的西北姑娘梁冬梅；而其客串出演的民國懸疑勵誌劇《煮婦神探》也於同年播出。
2017年，呂壹出演了治愈系都市愛情劇《時間都知道》，並在劇中飾演氣質溫婉的商業女精英易碧雅；
同年，她還與陳喬恩、鄭愷、朱梓驍聯袂主演了現代航空勵誌劇《壯誌高飛》，而呂壹在劇中飾演的則是知性優雅，對朋友無微不至，對乘客耐心專業的美麗空乘員杜葳。