黄伊汶2000年,黄伊汶从温哥华完成学业返港,随即被星皓娱乐签入旗下。2001年6月,黄伊汶正式出道,刚开始接拍了一些广告,随后与环球唱片公司签约；同年11月,发行首张粤语大碟《纯属印象》,收录了4首歌曲,专辑推出后,她获选为2001年劲歌金曲第四季季选新星试打三届台主,其中歌曲《恋爱拼图》获得年度十大劲歌金曲颁奖典礼新星试打金曲奖,她本人也凭借该专辑获得了新城劲爆新登场女歌手奖；12月8日,参加每年一度举办的《欢乐满东华》慈善筹款活动,她在节目中献唱一曲为该活动筹得十万元善款。2002年1月,与香港歌手李克勤合唱歌曲《来到今天》,收录在李克勤的专辑《大乐队》,该歌曲获得2002年香港TVB劲歌金曲第一季季选最受欢迎合唱歌曲,中国原创音乐流行榜年度最佳合唱歌曲；7月,推出专辑《香薰》,主打歌为《香薰浴》,其中歌曲《人情味》获得TVB十大劲歌金曲第二季季选网上金曲,该专辑使她获得了IFPI香港唱片销量大奖最畅销本地女新人奖；4月,她在2001年度中国原创音乐流行榜获得年度最优秀新人奖；12月,与林颐合唱歌曲《我们的故事》,该歌曲在2003年度音乐先锋榜获得年度十大金曲奖,年度最佳对唱歌曲银奖,她本人获得年度乐坛生力军奖。2003年年初,她远赴日本接受训练,进修舞蹈；回港后,改变风格形象,随即在7月推出转型之作《Emme》专辑,环球唱片邀请了日本歌星松任谷由实为该专辑制作部分歌曲,而她也在改编自英国跳舞组合Sugababes的《RoundRound》的主打歌《戒男》中以性感跳舞形象示人,该歌曲先后获得新城劲爆颁奖礼新城劲爆跳舞歌曲,十大劲歌金曲颁奖典礼最受欢迎改编歌曲演绎奖,第一届劲歌王年度总选最佳改编歌曲等奖项。2004年9月,主持TVB音乐节目《劲歌金曲》；10月6日,助阵李克勤的“新城克勤音域无限音乐会”；10月29日,发行专辑《GoodShow》,延续舞曲风格,其中歌曲《好睇》获得新城劲爆跳舞歌曲,十大劲歌金曲颁奖典礼最受欢迎改编歌曲演绎奖；同年涉足影视圈,拍摄了一些小成本电影；还在11月出演了张卫健,容祖儿主演的足球题材励志喜剧《功夫足球》,在剧中饰演丑角贾如花；接拍了罗嘉良,吴镇宇等主演的喜剧《伙头智多星》。2005年3月,她在音乐先锋榜2004年度颁奖典礼中获得最佳舞台演绎奖；4月,与余文乐搭档出演由王晶执导的黑帮电影《黑白战场》,在片中饰演小玲。2006年,首次出演古装剧《龙门驿站》,演绎打女形象；同年,加盟了由梁朝伟,金城武,徐静蕾等主演的犯罪题材电影《伤城》,在片中饰演金城武的女友；还与梁家辉合作拍摄了改编自真实故事的温情电影《欣月童话》,饰演梁家辉手下的新闻记者。2007年,与台湾,日本等地演员合作,在接拍的动作电影《蝎子》中饰演同性恋角色；同年4月,她与吴建豪,陈国坤共同出演的动作片《功夫无敌》上映,她在片中饰演旧上海的名流歌女龙儿。2008年5月,由她主演的喜剧电影《哈!哈!哈!》上映,她在片中饰演的海归美女与别人合谋上演啼笑皆非的夺子大战,制作方还为她的长腿进行高额投保。8月,回归乐坛,推出专辑《TheGrooveInMe》,主打电子舞曲,刘德华还为该专辑中首支国语歌曲《从没离开》填词,她凭借该专辑先后获得2008年度新城劲爆颁奖礼新城劲爆跳唱歌手,音乐先锋榜颁奖典礼先锋跳舞歌手,歌曲《渴求》获得2008年度十大劲歌金曲颁奖礼最受欢迎改编歌曲金奖。2009年6月,她在第六届《劲歌王》全球华人乐坛总选颁奖典礼中获得最佳舞台演绎奖。2010年11月27日,参加广州亚运会闭幕式文艺表演,与谭咏麟,李克勤,古巨基等歌手同台演唱压轴曲目《凯旋》。2011年,在电影《喜爱夜蒲》中客串夜店老板娘一角。
婚礼现场2014年10月25日,黄伊汶与香港演员陈国坤在巴厘岛TirthaBridal水晶教堂举行婚礼,陈国坤身穿花色西装,牵着身穿白色婚纱的黄伊汶步入礼堂。2016年3月2日凌晨,黄伊汶开刀产下一子,取名为陈真。
黄伊汶刚出道时便以“玉女”形象示人,飘逸长发,大大眼睛,顺理成章她便穿上一贯玉女的标记打扮。她喜欢不断挑战,从清纯走向性感,她的火辣辣的装束,诱人的舞姿,俘获众多少男少女的心。改编歌曲风格后,她的电子舞曲总是让人耳目一新,独树一炽的美艳造型与劲道十足的个性舞曲,她的劲歌热舞不断受到歌迷的喜爱。经过一段时间的沉寂,她投身影视圈,凭借灵活的身手和良好的舞蹈功底在多部动作电影中表现不俗。