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。 2006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4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。 2010年6月23日，童蕾主演的电视剧《那些迷人的往事》央视8套首播，片中饰于抗美。 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，童蕾在历史电视剧《英雄吉鸿昌》 。出演了电视剧《我和妈妈走长征》中的女一号水葱。在电视剧《最后的国门》饰演江美云 。2015年5月，出演35集大型抗战史诗电视剧《宜昌保卫战》 。 2016年，参演都市情感电视剧《我们的爱》 。 2016年10月，主演的年代情感大戏《我的小姨》在南京开机