2009年，參加東方衛視選秀娛樂節目《加油！東方天使》的比賽，獲得上海賽區五強；10月18日，奚夢瑤參加了第26屆世界精英模特大賽（Elite Model Look）總決賽，進入前15強開始，之後順利簽約全球最大模特經紀公司Elite Paris。

2010年，奚夢瑤參加春夏巴黎高級定制秀的Givenchy秀場，同年登上GIVENCHY 2010秋冬廣告，成爲該品牌廣告啓用的第一位亞洲模特，之後奚夢瑤相繼爲ChristianDior、John Galliano、Vivienne Westwood等品牌走秀。

2011年，春夏時裝周前，奚夢瑤在權威模特網站上，Top50超模中排名42位。2011秋冬時裝周，奚夢瑤參加了51場秀，并成爲Elie Saab秀場上唯一的亞洲模特。10月受到上海時裝周邀請，擔任2011年上海時裝周的形象代言人。12月奚夢瑤擔任《VOGUE》、《風尚志》以及國際雜志《Manifesto》的封面女郎。

2013年5月，受到品牌Lane Crawford連卡佛之邀，奚夢瑤首次踏上MET BALL（紐約大都會藝術博物館慈善舞會）紅毯，選擇的2013秋冬款禮裙是由設計師Jason Wu設計；同年，奚夢瑤受Dior之邀來到戛納，并經過戛納官方組委會層層審核最終踏上影展官方紅毯；11月，奚夢瑤首次登上紐約維多利亞的秘密秀場，她也是繼劉雯、何穗、秦舒培後第四位走上維密的亞洲模特。之後擔任2014年春夏I.T店鋪特邀買手及時裝顧問 。

2014年，獲得搜狐時尚盛典年度超級模特稱号。同年參加倫敦維多利亞秀場。

2015年8月，參加時尚互動真人秀《愛上超模》第二季，當教練。11月再度登上美國紐約維多利亞秀場，展示風情蝴蝶主題内衣摩登魅惑。

2016年，參加浙江衛視綜藝節目《二十四小時》；3月18日，參演深圳時裝周。5月18日，亮相戛納電影節《無名女孩》首映紅毯；8月，參演的奇幻冒險動作電影《勇士之門》上映；7月至10月，作爲常駐嘉賓參與湖南衛視女神生活體驗秀綜藝節目《我們來了》。11月，在巴黎四登維多利亞的秘密秀場。

2017年4月，參演許宏宇執導，金城武、周冬雨主演的愛情電影《喜歡你》上映。4月，參加浙江衛視戶外真人秀《高能少年團》。7月，獲得OPPO網易娛樂跨界盛典年度最具實力跨界國際超模。

2018年12月29日，奚夢瑤與佟大爲、馬麗合作主演的喜劇電影《手機狂響》上映。