1990年，参演首部电影《战争子午线》 。1997年，参演李晨、郝蕾主演的电视剧《十七岁不哭》，饰演岳晓丹 。
2001年，通过海选，与苏有朋拍摄康师傅绿茶广告 。
2003年9月，参演孙俪、佟大为主演的电视剧《红粉世家》，出演玲子一角 ；同年参演古装剧《杨门虎将》，饰演柴郡主 。
2004年，联袂苏有朋、林心如、安七炫电视剧《魔术奇缘》，饰演反派人物朴玉拉 。
2005年，参演海岩编剧的电视剧《五星大饭店》，饰演女主角汤豆豆 。
2006年，与房祖名、陈柏霖主演电影《PK.COM.CN》，饰演女主角吴羽飞；同年参演电视剧《数风流人物》，饰演女一号夏雨 。
2007年5月，主演了电视剧《空巷子》 。
2008年，参加湖南卫视《舞动奇迹》 。
2010年1月，与明道、李易峰主演了电视剧《幸福一定强》在安徽卫视播出；同年主演了电视剧《温柔的背叛》，饰演林丹 。
2011年3月，与韩国明星金载沅主演中韩合拍的电视剧《初恋》，饰演徐爱莲一角 ；参演上海东方卫视舞林大会节目，表演《青蛇》《摇滚学校》等作品 。
2012年，参演舒淇、余文乐出演的电影《情迷》。
2013年11月，参演任达华、林雪出演的警匪片《冲锋战警》 。[18-19]
2015年2月，与蓝正龙主演电影《爱的频率》饰演女主角 。5月，与张歆艺、黄觉等合作电视剧《好想好想爱上你》，饰演廖贝妮 。
牛萌萌敬业，每部电视剧的拍摄、每场演出的录制她都付出努力；牛萌萌简单，平常都是T－shirt、牛仔裤、马尾辫，随心装扮；牛萌萌真诚，从不掩饰内心的真实感受（腾讯娱乐评） 。
牛萌萌可以从古装演到现代，戏路宽，表演也用心（毛伟宁评价） 。
牛萌萌身材高挑，五官面貌长得像张曼玉，有“小张曼玉”之称（大连晚报评） 。
2020年6月23日，《新京报》网站刊文声称“从知情人处获悉”女演员牛萌萌于该年5月因聚众吸毒被抓[22-23] ，后又称“新京报记者从两名知情人处获悉，牛萌萌早在2014年7月因吸毒被作出行政拘留处理，此次属再次被查”。 “北京禁毒”的微博账号曾转发前一条消息，[25-26] 但同日又予以删除。 针对吸毒一事，牛萌萌发文否认[28-29] ，并以网络直播数据为证，称自己五月每日都在带货直播。她说：“我每天在做什么，我身边的人、我的团队都是知道的，现在还好有直播数据证明。”[30-31] 此外，她也否认自己恶意炒作，认为自己没有这个必要。 当晚9时30分许，《新京报》报记者来到位于牛萌萌直播间所在大厦，在牛萌萌直播结束后欲进行采访，但遭拒绝。
2020年6月24日，北京市公安局大兴分局官方微博“大兴公安”发布通报称，2020年5月22日，大兴公安分局根据群众举报，在本市某写字楼内查获吸毒人员牛某某（女，37岁），其供认有吸毒的违法事实，经检测，呈甲基苯丙胺类毒品阳性。牛某某被大兴公安分局依据《中华人民共和国治安管理处罚法》相关规定予以行政拘留。 《新京报》刊文称，此处的“牛某某”即为牛萌萌，并称大兴公安分局在牛萌萌直播否认吸毒被查后立即行动，于6月24日凌晨6时许再次将牛萌萌控制，并作出执行行政拘留的决定。当日18时20分执行拘留。
