2008年，袁晓旭参与了北京奥运会闭幕式演出。同年出演李冰冰个人单曲《天使不要开玩笑》MV中的女主角。

2009年，袁晓旭获得中国绿色宝贝“最上镜小姐”奖。

2010年，主演电视剧《巅峰时代》饰演芊慧。同年出演电视剧《纳兰大爷》饰演吕豆。

2011年，出演话剧作品《萝莉.杀》饰演卡洛。  

2013年，共同参演宫廷剧《陆贞传奇》饰演陆珠。

2014年，主演军旅题材怀旧情感偶像剧《大熔炉》。

2015年，袁晓旭主演抗战电视剧《巨浪》。