2013年7月26日,黄灿灿参加在“上海喜马拉雅中心”举办的“星耀女神”评选活动,最终以2533636的票数赢得第二名,继而在网络上走红;8月16日,参加湖南卫视综艺节目《天天向上》。
2014年12月19日,黄灿灿参加浙江卫视综艺节目《奔跑吧兄弟》之“三校争霸赛”;同年,与何润东、张梓琳合作出演青春爱情片《爱情麻辣烫之情定终身》,并在片中饰演从洛杉矶来杭州游玩的游客邓雨琪。2015年,主演赖俊羽执导的青春爱情片《泡沫之夏》,在片中饰演冷漠无情的尹夏沫。
2016年3月,主演陈立谦执导的青春片《半熟少女》,饰演外形清秀却个性彪悍的校园大姐;随后,参加录制金鹰卡通真人秀节目《人偶总动员》;9月,主演了由周伟执导的魔幻片《废柴老爸》,并在片中饰演无厘头的安吉拉。
2017年7月,黄灿灿与徐可、张雨剑、代露娃合作出演的古装奇幻探案剧《大宋北斗司》在横店开机,并在剧中饰演绝不花心的发明家开阳,被誉为“大家闺秀版钢铁侠”,擅长各类机关道具,是北斗司内的武曲星;8月,与范世琦合作主演的都市奇幻网络剧《我家来了个怪男人》播出,在剧中饰演网文作家费菲。2018年1月,黄灿灿发行个人首支单曲《天黑黑》,并凭借该歌曲获得唱吧嗨典“年度新晋女歌手奖”。
2019年1月,出演周冬雨、罗晋主演的都市职场情感剧《幕后之王》在东方卫视、北京卫视播出;8月29日,与马天宇、杨紫主演的都市爱情剧《我的莫格利男孩》播出,在剧中饰演凌熙的闺蜜唐澄。
2020年,特别出演的古装爱情奇幻剧《离人心上》播出,在剧中饰演勇敢追爱、性格率真的“孔雀少女”苏囡囡。