2006년 EBS 드라마 《비밀의 교정》으로 데뷔하였고, 2007년 SBS 드라마 《왕과 나》에서 폐비 윤씨의 아역을 맡아 당찬 연기로 대중들에게눈도장을 찍은 이후 2008년 영화 《과속스캔들》이 관객수 800만으로 흥행하여 각종 영화제에서 신인상을 8개나 수상하며 전국적 인지도를 얻고 블루칩으로 떠올랐다. 2009년 이후 불운하게도 소속사와의 송사로 인해 가장 활발하게 활동해야 할 20대 초반의 전성기에 4년여의 강제 공백기를 가지며 주춤한 모습을 보였다. 하지만 2012년 영화 《늑대소년》이 700만 관객을 돌파하고 한국 멜로 영화 흥행 역대 1위라는 대기록을 세우면서 저력을 과시, 재기에 성공했다. 특유의 사랑스러운 연기로 신흥 로코 퀸으로 자리매김하며 '뽀블리'(박보영+러블리의 합성어)라는 별명을 얻기도 한 그녀. 아역 시절부터 다져온 연기력이 매우 안정적인 편이며, 특히 작은 체구에 비해 발성이 좋고 발음이 정확해 기본기가 탄탄하다고 평가받고 있다.

영화 《과속스캔들》, 《늑대소년》에서 보여준 깊은 눈물연기는 아직까지도 명장면으로 회자되고 있다. 섬세한 감정연기 또한 그녀의 강점이다. 미혼모부터 폐병 환자에 1인 2역까지, 다양하고 폭넓은 역할에 끊임없이 도전하며 연기 스펙트럼을 넓혀나가고 있다.