하지원은 KBS 신세대 보고 100회 특집에 출연하면서 연기자로 데뷔하게 되며 데뷔작은 안병기 감독의 공포영화 가위다. 이어 <진실게임>, <폰>, <동감>, 드라마 <학교2>, <햇빛사냥> 등에 출연하여 2002년 제6회 부천국제영화제 페스티벌 레이디로 선정되었다.
공포퀸으로 입지를 굳힌 하지원은 섹스 코미디 색즉시공의 주연을 맡아 영화를 흥행에 성공시켰고 드라마 다모의 종사관 채옥, 역전에 산다의 하지영, 드라마 발리에서 일어난 사건의 이수정 등 다양한 배역을 맡아 인기를 끌었다. "발리에서 일어난 일"에서는 2004년 SBS 연기대상 10대 스타상, SBS 연기대상 최우수 연기상, "다모"에서는 2003년 MBC 연기대상 최우수상, MBC 연기대상 인기상 등을 수상했다. 2005년에는 '다모'와 같은 만화를 원작으로 한 '형사 Due list'에 출연했고, 2006년에는 KBS 드라마 '황진이'로 주연 황진이로 같은 해 KBS 연기대상에서 대상을 수상했다.
이후 '1번가의 기적', '바보', '해운대'를 통해 다양한 연기를 펼쳤고, 2009년 '내 사랑 내 곁에'의 이지수 역으로 제30회 청룡영화상에서 여우주연상을 수상했다.