2008年，二十岁的余薇薇便参加了全国职业模特大赛，并获得了河南赛区十佳的成绩；同年，余薇薇还参加了首届西部小姐大赛，并最终以不俗的表现取得了比赛的亚军。2009年，余薇薇第一次参加了世界小姐选美大赛，她先是以北京赛区冠军的身份晋级全国总决赛；随后，余薇薇又在中国区总决赛中获得了比赛的季军，以及泳装单项冠军 。2010年，余薇薇开始跟随韩秉洁老师学习影视表演。2011年，余薇薇第二次参加了世界小姐选美大赛，并再次获得了中国区总决赛季军和比基尼单项冠军 。2012年，余薇薇随北京电影学院林洪桐教授学习表演，并相继担任了话剧《蒲田进行曲》和《复活》的女主角；同年，余薇薇出演了个人的首部电影作品《恋爱专家》，并在片中饰演了娱乐明星杨佳轩；此外，余薇薇还主演了公益微电影《格姆神山下的琴声》。2013年，余薇薇五年内第三次参加了世界小姐选美大赛，最终她也在中国区总决赛中如愿以偿的获得了冠军，并以中国小姐的身份晋级世界小姐全球总决赛 ；随后，她又在第63届世界小姐全球总决赛中取得了泳装十佳，同时她还成为了首位在世界之舞环节中担任领舞的中国小姐，而她所跳的则是极具中国特色的唐朝宫廷长绸舞；同年，余薇薇还出演了动作悬疑电影《特工艾米拉》 。2015年，主演悬疑科幻电影《六度空间之生死循环》，饰演女一号冷艳美少女“唐馨予” 。参演现代动作院线电影《龙拳小子》 。