2003年,参演香港动作喜剧电影《百年好合》,这是她的首部电影作品；同年,在导演王晶执导的一部搞笑喜剧片《神勇铁金刚》中,饰演Noice。写真2004年,在钱雁秋执导的古装推理悬疑电视剧《神探狄仁杰》中,出演假金木兰。2005年,出演古装武侠剧《八大豪侠》,并饰演诸葛超明这一角色；同年,在改编自古龙《绝代双骄》的古装武侠剧《小鱼儿与花无缺》中,出演花星奴。2006年,搭档殷桃,刘佩琦,参演同名电影改编而成的《红色娘子军》,饰演大个子一角。2009年,出演潘文杰执导的,近代革命剧《虾球传》,饰演三姐；10月,与金超群,范鸿轩,何家劲搭档出演古装剧《包青天之七侠五义》,饰演胡莉。2011年4月,在女性抗日题材《杀狼花》中饰演日本特高女特工“高桥雅子”；10月,与梁冠华共同参演古装悬疑动作喜剧《江南传奇之十五贯》,卫小雨在剧中饰演的秋莲姑娘。2012年10月,搭档梁冠华,韩童生参与年代情节抗战剧《猎狼人》的拍摄,饰演女杀手钟宁；随后,在以“善恶”和“轮回”为核心议题的微电影《灵魂中转站》中出演超级死神。2013年,6月,参与潘越执导的悬疑情感剧《每个人都有秘密》,饰演孟维珍；9月,卫小雨在国内首部时尚情趣喜剧《钱多多炼爱记》中,饰演剧中高以翔的二姐。2014年1月,在谷智鑫主演的民国题材电视剧《乞丐大掌柜》中,饰演金壁辉。2021年,参演电视剧《爱很美味》。
卫小雨在拍摄《猎狼人》时把大腿根,后腰都弄的伤痕累累,但仍却冲劲儿十足,堪称中国版“尼基塔”。在拍摄《杀狼花》时,卫小雨吃了很多苦,不断的看回话,不断的和导演沟通,连妆都不化,完全的素颜出境。卫小雨在《十五贯》中,对饰演的角色身份和复杂心理变化,做足了功课,对角色仔细研读,将人物内心的微妙变化诠释得入木三分,获得剧组一致好评。