정소민은 2010년 SBS 드라마 〈나쁜 남자〉의 조연으로 첫 데뷔를 했다. 그녀는 같은 해 드라마 〈장난스런 키스〉에서 주연 '오하니' 역을 맡게 되었다. 국내에선 낮은 시청률을 기록했지만, 해외에선 로맨틱 코미디가 인기를 끌었다. 이후 그녀는 2011년 한국예술종합학교에서 공부에 전념하기 위해 잠시 휴식을 취했다. 다음 해 2012년 MBC 시트콤 〈스탠바이〉로 복귀했다. 2014년 정소민은 KBS 드라마 〈빅맨〉에서 주연 '강진아' 역을 맡았다. 다음 해 2015년에는 JTBC 드라마 〈디데이〉에 출연했다. 2016년 12월, 이광수와 출연한 시트콤 〈마음의 소리〉의 여자 주인공으로 출연했다. 이 드라마로 중국에서 성공을 거두었고 1억 이상의 조회수를 기록했다. 2017년 정소민은 KBS 주말 드라마 〈아버지가 이상해〉에서 주연을 맡았다. 같은 해, 그녀는 코미디 영화 〈아빠는 딸〉에 출연했다. 정소민은 2017년 6월 SM C&C를 떠나 기획사 젤리피쉬엔터테인먼트와 계약했다. 지난 8월 정소민은 tvN 드라마 〈이번 생은 처음이라〉에 출연했다.
그 후 2018년 일본 원작 드라마인 tvN 드라마 〈하늘에서 내리는 일억 개의 별〉에 주연을 맡았다. 그녀는 2019년 8월 젤리피쉬엔터테인먼트를 떠나 다른 블러썸엔터테인먼트와 계약했다.
