2002年6月，佟丽娅参加了首届“新疆小姐”选美大赛，而她在比赛中则获得了亚军的不俗成绩；随后，她还参加了全国影视新人选拔大赛，并最终在比赛中获得了金奖的荣誉；8月，佟丽娅随中央电视台《同一首歌》节目参加了一系列的文艺演出；10月，佟丽娅被借调到中国歌舞团一分团近半年，在此期间她则参加了歌舞节目《秘境之旅》的演出。

2004年，佟丽娅被中国歌舞团录用，担任旗下的舞蹈演员，而她则在这一年的文化部春节电视晚会上表演了维吾尔族独舞《巴郎仔》、群舞《神秘面纱》等；同年，佟丽娅以优异的成绩被北电表演系本科表演专业录取，同时也成为了第一个考入北电表演专业的新疆锡伯族学生。

这份履历看上去还是很光鲜亮丽的，不过这背后其实是隐藏了很多的辛酸跟无奈，早在03年的时候佟丽娅就参与了中央电视台西部频道《魅力西部》春节特别节目，并在节目中表演了舞蹈《楼兰姑娘》、《花儿为什么这样红》、《玛露夏》等节目，某种程度上她当时其实就已经进了中国歌舞团。

那时候的佟丽娅思想很简单，压根没考虑过要当什么演员，可惜国内的舞蹈团很复杂，尤其是对一些没什么背景长的又很漂亮的从小地方来北京的北漂来说，所以佟丽娅是一边继续待在歌舞团跟一些油腻老男人虚与委蛇，一边是尝试起了艺考，试试电影学院。

本身底子就很出色，还有很强的舞蹈艺术功底，艺考对她来说自然是不难，原本佟丽娅是打算读中戏的，两边她都考上了，不过后来一听说刘亦菲被北电特招，也是读的04班后，她是果断选择了北电。

毕竟佟丽娅当时来北京也有两年了，既然打算转行，自然是对京圈跟电影学院都有一定的了解，所以是知道明星班这回事，只要班上出了大明星，其他的同期也会比普通班更有机会关注度，像北电最出名的九六班不就是这样，基本上都混出头了。

2006年佟丽娅在北电大二在读期间便出演了尔冬升执导的现代情感剧《新不了情》，她在剧中饰演了外形漂亮、声音优美且气质卓群的青年李再爱 ，而佟丽娅也自此正式踏入影视领域；同年，她还完成了个人的首部电影作品《葵花子》。

看似有个不错的起步，但也就那样，整个04班就刘亦菲牛逼，其他的其实也就勉勉强强，学校虽然也会给一些优秀在校生机会，但想要靠着这样的机会在圈子里出人头地很难。