1999年，主演电视剧《空了吹》。
2002年，从中国人民解放军艺术学院毕业的殷桃正式成为演员；同年，凭借主演的话剧《我在天堂等你》获得第五届中国话剧金狮奖表演奖等多个奖项。
2003年，出演时代军旅剧《历史的天空》。
2006年，凭借情感伦理剧《搭错车》入围中国电视金鹰奖优秀女演员奖 。同年，凭借军旅剧《幸福像花儿一样》获得更多关注。
2009年，主演古装剧《杨贵妃秘史》。
2010年，殷桃在春节联欢晚会表演小品《我心飞翔》。
2013年，凭借电视剧《温州一家人》《延安爱情》获第29届中国电视剧飞天奖优秀女演员奖。12月25日，主演的动作片《警察故事2013》上映。
2017年，凭借都市商业剧《鸡毛飞上天》获得第23届上海电视节白玉兰奖最佳女演员，完成中国电视剧三大奖项最佳女主角大满贯。
2018年，主演的都市年代剧《你迟到的许多年》播出。
2021年，主演的都市职场剧《正青春》开播。
2022年，凭借《人世间》获得第31届中国电视金鹰奖最佳女主角奖。
2023年1月25日，主演的电视剧《耀眼的你啊》播出。10月15日，获第36届中国电影金鸡奖最佳女主角提名。
2024年，主演的都市话题剧《凡人歌》播出，饰演沈琳]；11月25日，凭借电视剧《凡人歌》获澳门国际电视节“金莲花”奖最佳女主角提名。
2025年，参加《2025年春节联欢晚会》，演唱歌曲《假如》。