1990年，与孙浩一起主演励志故事片《天皇巨星》，扮演了歌舞团许飞的妹妹红歌星彤丹；随后，在根据钱钟书先生的同名长篇小说改编的《围城》里，饰演女博士苏文纨的表妹唐晓芙。
1991年，在黄健中执导的改编自舞台剧《大年初一》的《过年》当中饰演戏中申军宜的老婆；同年，与张丰毅共同主演了郭宝昌执导的历史题材剧《淮阴侯韩信》。
1993年，拍摄了根据霍达的小说《穆斯林的葬礼》改编而成的《月落玉长河》，饰演韩新月。1994年，拍摄了由王扶林执导的中国古典文学四大名著之一的《三国演义》，饰演甄氏。
1995年，拍摄了由赵宝刚执导的爱情电视剧《东边日出西边雨》，饰演丁晓敏。1996年，主演了苏舟执导的剧情片《浦江叙事》。1996年，史兰芽从中央戏剧学院表演系毕业后到北京人艺当演员。
2004年7月，与侯勇，杜源共同主演了描写中国最后的铁道兵的军旅剧《铁色高原》，饰演女军医陆玲琅；11月，与赵恒煊、刘长纯共同主演了抗战剧《铁道游击队》，饰演刘洪之妻芳林嫂；随后，拍摄了军事题材作品《最后的骑兵》，饰演地质专家杜晓风。
2005年3月，主演了家庭伦理剧《我们的父亲》，饰演传染科医生秦家二女儿范文浩的妻子“秦艺芳”；随后，拍摄了陶泽如、涓子主演的悬疑警匪剧《犯罪嫌疑人》。
2006年3月，主演了改编自翟恩猛的长篇小说《疯祭》而成的《守望幸福》，诠释了冷颜而忧郁的精神科专家，谢家母亲的主治医生楚画；10月，与田晓洁共同主演刑侦剧《铁骨芳心》，饰演南石市公安局局长，一级警督；浩浩的母亲廖芳华；11月，主演了现代刑侦剧《白雪皑皑》，饰演中国缉毒维和刑警孙婷；随后，主演知青题材情感剧《几度菊花香》，扮演了“沪新”厂的工人郝大个的女儿郝爱华。
2007年，9月，与李幼斌共同主演了根据吴强同名长篇小说改编的战争剧《红日》；10月，拍摄了马景涛主演的生活爱情剧《一路夫妻》。
2009年8月，主演了以“三线建设”为背景的作品《爱在苍茫大地》，出演了出身书香门第的大家闺秀梅湘云；随后，与马跃共同主演讲述了卧底警察的真实生活的故事《忠魂》，挑战了新海市公安局局长甄丽青这一角色。
2010年2月，与王志文合演凄情谍战剧《旗袍》，扮演剧中钱鹏飞的妻子尚小兰；6月，与李幼斌合作共同主演情感剧《师傅》，饰演铁师傅的师妹，欧阳水的姑姑欧阳云；10月，拍摄了翻拍自同名电影的电视剧版《铁道游击队2》，饰演芳林嫂。
2011年3月，主演了海关题材主旋律影视作品《国门英雄》，在剧中与王笛饰演一对母女；7月参演红色抗战剧《两个女匪王》，饰演索命仙姑；11月，拍摄了追忆“红岩”精神的作品《追捕渣滓洞刽子手》，饰演隐蔽在国民党军统内部的地下党员肖静茹。
2012年2月，拍摄了顾晶执导的贺岁家庭轻喜剧《老严有女不愁嫁》，饰演严查令的老婆，严小灿的母亲杜慧娘；5月，与李幼斌在次共同主演了民国复仇悬疑电视剧《假面》。
2013年4月，与廖京生、何政军领衔主演了讲述审计工作、弘扬社会正能量的作品《国家审计》，饰演东州市审计局经责处处长徐咏萍；7月，与李幼斌共同主演商战情感剧《活法》，诠释了江源的妻子，戏剧艺术家谭小慧一角。
2014年10月，与李幼斌、丁咛共同主演了高智商抗战电视剧《邮差》。
2015年12月23日，作为嘉宾出席了第30届中国电视剧飞天奖典礼。
2019年6月26日，史兰芽、李幼斌夫妻首次共同出演话剧《老式喜剧》在北京人艺实验剧场首演。
史兰芽有过两次婚姻，第一任丈夫是导演刘斌，第二任丈夫是一位“海归”，他们生有一个儿子，离婚后，她带着儿子生活。
2003年3月，史兰芽与李幼斌因拍摄《江山》结缘，开始恋情。
2008年，史兰芽与李幼斌5年的地下恋情公开，两人在北京市海淀区民政局登记结婚。
演艺获奖
史兰芽一笑一颦皆非常有戏。她塑造的银幕经典形象尤以外形的优质与演技的扎实而显的特别突出。。
她在表演话剧《枪声》时，在剧中经历了种种折磨，从悲伤到重燃希望，又被事实击倒反复的挣扎，演技娴熟。史兰芽在《爱在苍茫大地间》里，塑造了“三线建设”中最美的女人，拥有黑色连衣长裙，笑容娴静甜美与飘逸鲜红的丝巾，让观众欣赏到了女神一样的人物。
史兰芽一向是以温柔形象出现在屏幕上的。
史兰芽在《铁道游击队》中所塑造的芳林嫂时而贤妻良母、时而对敌人充满恨意，这样一个立体化的人物，让她的塑造栩栩如生。