1990年，朱茵进入香港演艺学院戏剧系学习。1991年，主演个人首部电影《逃学威龙2》，并凭借该片获得第12届香港电影金像奖最佳新人提名；同年，以工读生身份担任儿童节目《闪电传真机》的主持人。1992年，朱茵完成香港演艺学院课程，毕业后正式与TVB签约；同年，凭借毕业作《赤脚走公园》获得香港演艺学院颁发最佳女演员奖。

1993年，获得壹电视十大最受欢迎电视艺人奖；2月26日，与梁朝伟、梁家辉等主演的喜剧片《风尘三侠》上映；之后参演个人首部电视剧《都市的童话》，在剧中饰演活泼跳脱的邻家女孩丁当；10月，在吴孟达、黄秋生共同主演的惊悚片《的士判官》，这也是朱茵首度出演惊悚题材的电影；此外，她还在时装剧《都市的童话》中饰演机伶活泼、善解人意的女主角丁当；同年，与黎明共同主演科时装科幻剧《原振侠》，在剧中饰演清纯可爱的云彩。

1994年，与张智霖合作主演武侠剧《射雕英雄传》，在剧中饰演风姿绰约、聪明伶俐的黄蓉，并凭借该剧获得一定的关注度；同年，与郭晋安合作主演动作片《少林好小子》；年底，在约满无线电视台后，开始专注于大银幕的发展。

1995年，邀得陈美玲代理其娱乐事业的有关事务；3月，主演爱情电影《哪有一天不想你》，在片中饰演神秘女孩徐静；同年，与周星驰合作主演喜剧电影《大话西游之大圣娶亲》，她在片中塑造的紫霞仙子一角令其知名度获得进一步的提升，该片经过VCD等媒介的传播以后逐步在中国内地引起关注，成为后现代风格的代表作之一。

1996年，与郭富城、关咏荷共同主演时装剧《廉政行动组》，在剧中饰演争强好胜的廉政调查员赵咏儿；之后，与苏有朋、罗百吉等合作主演的爱情片《重庆爱情感觉》；在片中饰演外表美丽的阿音；同年，朱茵被上华唱片公司发掘，推出个人首张国语唱片《地震》。

1997年，主演动作电影《千面娇娃》，饰演冷艳的女黑侠王雪莉；之后，与许志安、罗冠兰联袂主演励志电影《天才与白痴》，饰演在庙街卖翻版CD的小贩雯雯；同年，推出第二张个人专辑《玻璃》。

1998年，推出第三张个人专辑《踢踢踏》；12月18日，主演的剧情片《赌侠1999》上映，她在片中饰演在酒店做公关女的Ching；同年，与蒋勤勤、庹宗华、焦恩俊合作主演琼瑶爱情剧《苍天有泪》，在剧中饰演嫉恶如仇、胆大泼辣的萧家二小姐萧雨鹃。1999年3月，与刘青云、吴镇宇共同主演黑社会动作片《O记三合会档案》；同年，在动作片《生命楂fit人》中饰演喜爱四处游荡的少女阿彤，并凭借该片获得第36届台湾电影金马奖最佳女主角提名。

2000年，主演动作片《中华赌侠》，并在片中一人分饰两角；同年，与刘佩琦、斯琴高娃合作主演都市生活轻喜剧《开心就好》。2001年，主演剧情片《惊天大逃亡》，在片中饰演个性善良的金兰；3月8日，主演的都市爱情电影《有人说爱我》上映，她在片中饰演温柔、靓丽、传统的康珍珍。

2002年，凭借歌曲《Rainly Days》获得TVB8“极品推荐歌曲奖”；同年，在与吴奇隆合作主演的古装武侠剧《萧十一郎》中饰演有“天下第一美人”之称的奇女子沈璧君，并演唱该剧的插曲《你我之间》；12月9日，主演的古装武侠剧《如来神掌》播出，她在剧中饰演个性豪迈的烟霞山庄大小姐屠雪华，并演唱该剧的主题曲《举手不回》。

2003年，与吴镇宇、张家辉合作主演惊悚电影《六度心寒》，在片中饰演因精神状态不佳而产生幻觉的莫心怡；同年，主演爱情题材的网剧《男女字典》，她在剧中饰演投资银行私人银行部主任Kelly，并演唱该剧的主题曲《谈情做爱》。2004年，自费出版唱片《Attitude》；同年，与刘嘉玲、张柏芝、蒙嘉慧等合作主演爱情喜剧电影《求爱上上签》，在片中饰演性格放荡、思想极其开放的女作家关德娴。

2005年，主演反映中国抗日战争的电视剧《逐日英雄》，在剧中饰演相貌出众的军统少校情报员向婉婷。2007年，主演的古装武侠剧《雪山飞狐》播出，她在剧中饰演性格刚毅的袁紫衣，并演唱该剧的主题曲《雪的道别》 。

2008年，主演的爱情剧《暴雨梨花》在中国内地播出，她在剧中饰演艳冠十里洋场的上海影后陆华浓；11月，与刘恺威、冯绍峰合作主演女性励志情感剧《一千滴眼泪》，在剧中饰演外柔内刚、个性善良的沈心怡。2009年，在爱情喜剧电影《越光宝盒》中再度饰演紫霞仙子。

2010年，与张达明、李子雄、张璇联袂主演剧情片《芳香之城传奇》，在片中饰演不能说话，却拥有天籁般的嗓音的哑女苏凌芳。2011年，在武侠玄幻剧《大唐双龙传之长生诀》中一人分饰两角，演绎一对冷艳的杀手姐妹花；同年，凭借 《没有墙的世界》获得第39届国际艾美奖最佳女演员提名。2012年，婚后的朱茵选择淡出影视圈。2015年，参加湖南卫视真人秀节目《偶像来了》；同年，与唐嫣、袁姗姗、叶童主演电影《一墙之隔》。

2017年8月25日，朱茵暌违大银幕六年后的回归之作《二次初恋》在中国大陆上映，她在片中饰演气质舞蹈女神叶兰。