2009年，卢靖姗出现在香港电影《保持爱你》和《家有喜事2009》里。2011年卢靖姗与何润东搭档出演浪漫爱情微电影《星愿同行》，饰演女主角小慧。她还主演了许多独立影片，在《你的今天和我的明天》中担任女主角，一人分饰两角饰演Chin-Chin和Ting-Ting。2012年，她在RZA执导并主演功夫片《铁拳》饰演了一位女歌手。
从2012年起，卢靖姗参演美剧《绿箭侠》，在第一到第四季中一人分饰两角，饰演功夫老师、男主角奥利弗·奎恩的女友“小冬”，及“小冬”的双胞胎姐妹“梅”。2014年初，卢靖姗出演了好莱坞电影《人皮交易》的女主角Min，在影片中与美国演员杜夫·龙格尔、彼得·威勒、朗·普尔曼、托尼·贾联袂搭戏。
2015至2016年间，卢靖姗参演美国哥伦比亚广播公司（CBS）的电视剧《警察世家》，2016年在影片《四月花》中担任领衔主演。2017年，在电影《战狼2》中再次搭档吴京，出演女一号。《狼牙》吴京首次导演卢靖姗担当女主,自己的首部影片就被安排在大片云集的贺岁档上映，吴京表示这本身就是对自己的一种肯定，自己并不在意票房的输赢。
卢靖姗是中美混血，在香港出生，是个地道的中国人。接受新京报专访时，眼前的卢靖姗，性格也与演技一样，大方且真实坦诚。她坦言自己童年时被叫“丑小鸭”，其实一直自卑，不过曾“被三级烫伤”以及“母亲过世”的经历，让这个姑娘如今学会了用更豁达的心看世界。
