2009年,谈莉娜参加“快乐女声”比赛,进入全国6强；同年发行个人首支单曲《猫科动物》,正式在演艺圈出道；12月31日,参加湖南卫视”跨年演唱会“。2010年与张翰,俞灏明,魏晨合作出演电视剧《一起又看流星雨》,剧中谈莉娜饰演外形甜美,善解人意的蒋媛；同年与张翰,江铠同合作出演电视剧《一不小心爱上你》；4月参加湖南卫视《越淘越开心》,并演唱主题曲。2011年出演网络剧《夏日甜心》,饰演范妮莎一角；与李霄云,李光彩合作出演红色情感纪实电视剧《青春作伴》,饰演王会悟一角；3月出演王野的MV《想为你做的》；4月演唱快女加油歌《BABYSISTER》并拍摄MV；10月客串电影《开心魔法》。2012年3月20日,首部担任女一号的电影《囧蛋奇兵》在全国上映,11月中旬担任浙江卫视《舞动好声音》常驻嘉宾,12月17日主演的电视剧《冲吧宅男第二季》在腾讯视频播出；12月19日担任吉隆坡”春天的旋律·2013“——中马跨国联欢文化之旅一周跨国文化之旅大使,12月31日参加湖南经视跨年演唱会。2013年2月,主演的校园偶像剧《落跑甜心》在湖南卫视正式播出；3月26日发行个人单曲《原来就是你》；4月2日发行舞曲《不收敛》；6月15日出席上海国际电影节；6月22日参加中央电视台走进合川大型文艺晚会；9月27日担任快乐男声总决赛V神嘉宾；11月1日参演的电影《铁血娇娃之丛林日记》在全国上映。2014年3月14日主演的电影《非狐外传》在全国上映；同年拍摄恐怖电影《怨灵之路》。参演由同名手游改编的《四大萌捕》同名剧,该同名剧由知名剧作家孔二狗监制,周韦彤,李佑晨,张小格,池长庚以及中韩组合TimeZ队长孔舒航等共同出演。《四大萌捕》是网游改编剧,剧情上将不同于时下流行的影视剧形式,以古现代穿越剧情穿插其中,时刻给观众以惊喜。2015年1月,推出与姜潮,易易梓,于朦胧,谢彬彬,高泰宇合唱的单曲《回家过年吧》。5月主演改编自南派三叔的战争悬疑同名小说的电视剧《怒江之战》饰演“古斯卡”。7月谈莉娜担任湖南经视20周年演唱会嘉宾。12月赴韩打造全新EP《冒险》首发,展现7年成长的蜕变。2016年3月“超级女声”广西赛区选拔开始,谈莉娜以评委身份出现在了广西赛区比赛现场。随后,主演纪念红军长征胜利80周年央视电视剧《彝海结盟》。2016年11月21日推出EP单曲《大麻烦》,同年12月28日推出EP《吸引》。2017年12月5日,由蒋家骏执导,郑恺,郭碧婷,经超,钟楚曦,吕良伟领衔主演,海陆,李浩轩,张天阳,张植绿,甘露等主演的古装武侠剧《国士无双黄飞鸿》播出。2018年3月17日,由王琦导演,阮圣文,徐少强,宗峰岩,郑茜,何傲儿等主演的电影《金鸡大劫案》上映。2020年,出演由梁竞徽,王飞斐领衔主演,崔航,汤镇业主演的枪战动作片《夺命血珀》。2022年1月,谈莉娜参加《电影人春节联欢晚会》,并在晚会上献唱；2月,谈莉娜参加海南卫视春晚,并演唱《偏偏喜欢你》；6月26日,与杨蓉,刘奕君主演的脱贫攻坚剧《大山的女儿》播出。2023年3月12日,参加“爱有回响”—“父亲”主题围炉音乐会。谈莉娜图片写真杂志出席活动生活照片综艺栏目影视剧照
谈莉娜2015年5月6日,与胡夏,卓君参加“爱佑中华·开启明天”全国助学活动走进广西新闻发布会,担任爱心嘉宾,帮助当地贫困儿童改善生存和学习现状。6月担任“2015为爱Hi跑”明星公益大使,参与“为爱Hi跑”公益活动,带领千人盛夏狂欢快乐开跑,为玉林市两所贫困学校的孩子们奔跑筹集善款。2020年12月3日,第四届轻松筹公益盛典在北京盛大开幕,谈莉娜出席了该盛典。2021年,参加山东广播电视台少儿频道《新声开唱》并担任导师。