2003年3月25日，其主演的《走过花季》在央视开播，童蕾因主演“陈非儿”被观众所熟知。同年6月其处女作《台湾海峡》也在央视开播。
2004年7月2日在央视八套播出的《凤求凰》中出演卫子夫。于同年北京电视台二套首播电视剧《隋唐英雄传》中饰演李蓉蓉。
2005年童蕾在热播电视剧《亮剑》中扮演护士田雨。
于06年3月开播的电视剧《天和局》中出演玉香。同年6月电视剧《红色记忆》中扮演红军女政委廖学书。
从“红色恋人”变身都市白领的童蕾在2007年《谁懂我的心》里扮演心理咨询师卫娜，一个在生活中惨遭苦情折磨的知性女性。同年4月播出的《亮剑》姊妹篇《狼毒花》中饰演姐妹梅子；夏雨。8月在电视剧《记忆之城》中主演周敏柔，首播于CCTV8。在由海润影视投资拍摄2007年10月开播《青春之歌》中，扮演林道静。同年童蕾在海岩蓄力出击的《阳光像花儿一样绽放》（根据小说《深牢大狱》改编）中的女主角而走红。
2008年04月播出的心理悬疑剧《谁懂我的心》中扮演卫娜。
2009年童蕾在陈薪伊执导的话剧《风声》中出演二号女主角顾小梦。
童蕾（饰于抗美）主演的电视剧《那些迷人的往事》于2010年6月23日在央视8套首播。
2013年《乱世三义》中，饰演叶玉珊，以大家闺秀旗袍造型示人。
2014年参与拍摄电视剧《半路父子》。
2015年，童蕾在历史大剧《英雄吉鸿昌》。
2015年，童蕾出演了电视剧《我和妈妈走长征》中的女一号水葱。
2015年，童蕾在电视剧《最后的国门》饰演江美云。
