2003年，陶慧于解放军艺术学院戏剧表演系毕业，进而成为八一电影制片厂演员剧团青年演员。
2004年，参与拍摄了电影《曾克林出关》，在剧中饰演假小子。该剧获得第24届中国金鸡奖最佳电影奖。
2005年，与刘佩琦、齐中D、聂鑫、赵纯阳等主演电视剧《蓝狐》，在剧中饰演宁宁。同年，与陈小艺、张嘉译等主演的电视剧《生死劫》在中国播出，饰演沙小修。
2007年，主演的电视剧《谁在你背后》在中国播出，陶慧在剧中饰演女一号章涵，是一个青春亮丽、有着一副美丽歌喉的女歌手。同年，参与拍摄电视剧《双枪李向阳》，在剧中饰演牧
野川子。
2009年，在管虎导演电视剧《外乡人》中饰演叶子，剧中素颜出演。让观众看到陶慧精彩细腻的表演。同年，参与拍摄电视剧《非亲姐妹》，在剧中饰演丁菲。
2010年7月8日，与孙大川、向勇等主演的电影《杨勇战鲁西》在中国上映。9月10日，参与拍摄的电影《玩酷青春》在中国上映。
2012年5月12日，与闫妮、耿乐等主演的电视剧《女子军魂》在中国首播，在剧中饰演王三妹，是一个身世堪怜的弃儿，从小被猎户收养，练就一身好本领。同年，与柴浩、连奕名、周晓欧、景岗山等主演的电视剧《小城协警》在中国首播。
2013年6月14日，参与拍摄的电影《枕边有张脸》在中国上映，饰演刘灵。6月26日，与丁海峰、刘长纯、聂玫等主演的电视剧《烈火凤凰》在中国首播。
2014年9月30日，与徐峥、黄渤、马苏等主演的电影《心花路放》在中国上映，在剧中饰演徐峥老婆。
2015年周播栏目剧《相爱穿梭千年》中饰演许皇后。