1990년대에 10대 중반의 나이로 데뷔해 2000년대와 2010년대 및 2020년대인 현재까지도 톱스타로서 그 명성을 이어가고 있다. 《순풍산부인과》로 스타덤에 오른 뒤 《가을동화》, 《올인》, 《풀하우스》, 《태양의 후예》, 《더 글로리》 등 역대급 시청률과 높은 화제성을 기록한 작품들에 출연하여 탄탄한 필모그래피를 자랑하는 드라마퀸으로 인정 받고 있다. 완벽한 이목구비를 갖춘 대표 미녀 스타로도 인식되고 있다.

《순풍산부인과》를 통해 청춘스타로 떠올랐다. 《순풍산부인과》는 600화가 넘는 방대한 회차 내내 큰 인기를 모은 국민 시트콤. 송혜교는 철부지 대학생인 오혜교를 연기했다. 예쁜 얼굴과는 다르게 까칠하게 행동해 엉뚱한 매력으로 큰 인기를 모았다.

《가을동화》에서 비련의 여주인공을 연기해 멜로 배우로 자리매김했다. 14년간 친오빠로 알고 있던 준서와 비극적인 사랑을 하는 시한부 환자 은서 역을 맡았다. 《가을동화》는 최고 시청률 40%를 넘긴 흥행작으로 원빈, 송혜교, 송승헌 등 현재의 한류를 만든 원조격 작품이다.

60억원의 제작비를 투입한 초대형 스케일의 드라마 《올인》에 출연해 탑여배우로서 입지를 다졌다. 송혜교, 이병헌이라는 특급 캐스팅이 공개 되자 방영 전부터 수많은 사람들의 기대를 모았던 작품. 송혜교는 카지노 딜러 민수연 역을 맡았다. 이 작품으로 SBS 연기대상에서 첫 여자 최우수연기상을 수상하기도 했다.