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。10月8日，主演的另类青春轻喜剧《侬好，我的东北女友》开机，在剧中饰演东北大妞赵多多同年，主演都市女性励志轻喜剧《婚姻的两种猜想》。