Elle obtient son premier rôle dans Sandman en 1998. En 2005, elle joue le rôle de Bridget dans Quatre filles et un jean pour lequel elle reçoit une nomination aux Teen Choice Award. Elle reprend ce rôle en 2008 dans Quatre filles et un jean 2 tout comme ses partenaires America Ferrera, Amber Tamblyn et Alexis Bledel.
Elle est également apparue dans les films Simon Days, Elvis and Anabelle, et Admis à tout prix (Accepted) pour lequel elle reçut la récompense de la révélation féminine par Hollywood Life le 10 décembre 2006.
Blake auditionna et obtint le rôle de Serena Van Der Woodsen dans la nouvelle série Gossip Girl de CW qui fut diffusé pour la première fois en septembre 2007. Ses partenaires sont Leighton Meester, Penn Badgley, Chace Crawford, Taylor Momsen et Ed Westwick.
En 2009, Lively a eu un rôle mineur dans la comédie romantique New York, I Love You qui est une suite du film de 2006 Paris, je t'aime. Par la suite, elle a décroché un rôle dans Les Vies privées de Pippa Lee où elle joue la jeune Pippa Lee.
L'année suivante, elle incarne Krista Coughlin dans le second long-métrage de Ben Affleck, The Town, puis elle joue le rôle de Carol Ferris dans le film Green Lantern, sorti en juin 2011.
En 2010 elle apparaît dans le clip de The Lonely Island I Just had Sex, avec Jessica Alba.