2005年，在校期間毛俊杰出演了自己的第一部電視劇《非親兄弟》，在劇中扮了一個因受到刺激而變得有點瘋癲的女孩“玉鳳” ?。同年出演話劇《八個女人》 ?。

　　2006年，從中央戲劇學院表演系畢業后，順利考入北京人民藝術劇院 ?。同年出演余倩倩執導的臺灣都市情感劇《加油！曉惠》 ?。之后參演王麗娜執導的百老匯經典喜劇《借我一個男高音》 ?。

　　2007年，毛俊杰進入北京人藝后主演首部的話劇《東房西屋》中飾演的懷著明星夢的北漂女孩“白荷” ?。在李亞鵬、苗圃主演的家庭倫理劇《我們倆的婚姻》中飾演吸毒女孩“李曼” ?。在石維堅、奚美娟主演的親情劇《可憐天下父母心》中飾演陳諾 ?。同年首次觸電大屏幕，在賀歲喜劇電影《命運呼叫轉移》中與葛優合作 ?。

　　2008年，與劉曉虎、李欣汝聯合主演中國內地首部季播劇《丑女無敵》，在劇中飾演裴娜 ?。同年在成龍監制的武打電影《武術少年行》中飾演小怡 ?。在黃健中執導，王姬、呂良偉主演的古裝大戲《大風歌》中飾演漢高祖劉邦的長女“魯元公主” ?。

　　2009年，與吳剛、吳佩慈聯袂出演都市探案電影《預審》飾演帥酷女警 ?。

　　2010年，在張黎、劉淼淼執導的大型歷史劇《孔子春秋》中飾演孔子的初戀情人“小姜” ?。同年在饒敏莉、賈乃亮主演的家庭情感劇《我要一個家》中飾演趙譚萍 ?。11月在山西拍攝農村題材劇《山村大爺》飾演女醫生鄒雪梅 ?。同年主演農村青春偶像劇《沸騰的村莊》，在劇中飾女一號李百合 ?。

　　2011年，在蘇有朋、楊坤、吳辰君主演的驚悚懸疑片《密室之不可靠岸》中飾演肖揚 ?。同年在以海灘救護為主題的全民偶像劇《海島七號》中飾演海灘救護隊的副隊長 ?。同年與吳鎮宇、姜武主演清末愛國勵志劇《瀛寰之志》飾黃瑤萱 ?。

　　2012年，參與梁詠琪、鄭中基主演的愛情喜劇電影《嫁個100分男人》飾演男主角古須仁的前女友“GAGA” ?。同年與李東學、李念、許圣楠主演都市生活劇《紙婚》飾演許莘 ?。

　　2013年，在李成儒、韓青主演的刑偵劇《清網》中飾演羅今今 ?。同年搭檔潘泰名、章雯淇主演抗日劇《蒼狼》飾演女特工楚菲兒 ?。同年在愛情喜劇電影《光的棍》中飾演智小涯 ?。

　　2014年，在安志杰主演的動作電影《惡戰》中飾演盛香君 ?。同年在韓庚、姚星彤主演的都市愛情喜劇片《前任攻略》中飾演李小潔 ?。同年聯合聶遠、葉璇、張峻寧共同主演武俠劇《龍門飛甲》中飾演雨化田 ?。同年由羅志祥、鄭羅茜、吳映潔、莊濠全、蔡俊濤等人主演的《深圳合租記》中出演胡麗莉 ?。同年在李成儒、韓青、李勤勤主演的《清網行動》中，飾演羅今今 ?。

　　2015年11月30日，出演由鄭曉龍導演執導的電視劇《羋月傳》，在劇中飾演孟贏 ?。