2005年，出演首部电视剧《青城之恋》，饰演童年赵雨阳，开启演艺生涯。同年，宋祖儿出演了两部同由董志强导演的电视剧，分别为《密令1949》《海阔天高》。
2006年，宋祖儿参演了由中国红基会联合摄制的公益电影《你是天使》，饰演女主角，该电影于2007年获得美国第三届好莱坞AOF国际电影节最佳外语片奖，同时入围第11届好莱坞国际电影节。
2007年，宋祖儿首次参加春晚，表演节目《阳光下的花朵》。同年，与焦恩俊、刘晓庆、林湘萍、刘希媛等合作，拍摄了古装神话剧《宝莲灯前传》。该剧平均收视率2.6%，为央视八套2009年最高收视。宋祖儿因出演小哪吒，受到关注。
2008年12月，出演了校园创意短剧《热带鱼之谜》，该短剧在少儿频道播出。
2009年3月，宋祖儿签约北京市天星际文化传媒有限公司。8月，出演《无量天》，在剧中饰演林若雪的童年，首次与表姐舒畅合作。8月19日至23日，在魔法儿童剧《魔伞》扮演红豆，该短剧在北京保利剧院连续上演7场。12月，参加第四届ССТⅤ电视剧群英汇并受奖。
2011年，在电视剧《幸运兔精灵》中，扮演幸运。
2016年，参演的美式合家欢喜剧《洛杉矶捣蛋计划》于3月18日全国公映。宋祖儿在剧中扮演了，时常吹响“捣蛋”哨的暖心女孩高可可。
