2000年，19歲的任家萱報(bào)名參加了“宇宙2000實(shí)力美少女選拔賽”獲得第一名，她與
參賽成員田馥甄、陳嘉樺共同簽約華研國際音樂，組成S.H.E組合，華研公司為任家萱起名Selina為藝名。
2001年9月，S.H.E正式出道，卻因美國911事件一度被媒體忽略，且出道前普遍不被外界看好。三人在努力后才開始獲得外界關(guān)注，她們的演藝之路這才開始延續(xù)下去，9月11日，正式發(fā)行首張專輯《女生宿舍》不到一周，臺(tái)灣突破五萬張，最后在臺(tái)灣的銷量達(dá)16萬張，在全亞洲累計(jì)銷售75萬張，在各大歌曲排行榜位居女子組合新人冠軍；同年主演臺(tái)灣偶像劇《愛情大魔咒》。
2002年，S.H.E組合演唱的《青春株式會(huì)社》列入臺(tái)灣民生報(bào)年度十大專輯，該年度臺(tái)灣組合銷量冠軍，銷量突破28萬張，成為臺(tái)灣女子組合銷售冠軍，并首度前往中國內(nèi)地、馬來西亞與新加坡宣傳；8月發(fā)行第三張專輯《美麗新世界》。
2003年1月23日，S.H.E的第一張精選輯《Together》發(fā)行，專輯中收錄了《戀人未滿》、《Remember》、《熱帶雨林》、《美麗新世界》等12首歌曲。
2004年，任家萱在臺(tái)北師大公民教育與活動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)學(xué)系畢業(yè)，并取得了同校設(shè)計(jì)研究所碩士學(xué)位。在畢業(yè)典禮上，她應(yīng)邀代表畢業(yè)生領(lǐng)唱校歌，并被校長授予“誠正獎(jiǎng)?wù)隆?，嘉許任家萱身為學(xué)生藝人的優(yōu)良典范。
2005年4月，任家萱與田馥甄、陳嘉樺共同主演的電視劇《真命天女》開機(jī)，在劇中，她飾演“周心蕾”；11月，S.H.E發(fā)行第八張專輯《不想長大》，連續(xù)5年入圍臺(tái)灣金曲獎(jiǎng)。2011年1月19日，任家萱自燒傷后首度公開露面，召開感恩記者會(huì)宣布出院并返家休養(yǎng)，暫停一切演藝活動(dòng)，開始復(fù)健運(yùn)動(dòng)，所屬團(tuán)體S.H.E的演藝活動(dòng)由Hebe與Ella進(jìn)行；10月，錄制歌曲《愛我的每個(gè)人》；12月16日，發(fā)行個(gè)人首張EP《重作一個(gè)夢》，收錄的三首歌曲，以過去、現(xiàn)在、未來的時(shí)態(tài)概念來紀(jì)錄任家萱受傷之后的心路歷程。
2012年3月27日，任家萱為代言化妝品牌出席宣傳活動(dòng)，正式宣布復(fù)出；6月23日，任家萱以S.H.E組合在第23屆臺(tái)灣金曲獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮再度回歸舞臺(tái)。
2013年4月1日，任家萱主持的綜藝節(jié)目《小宇宙33號(hào)》正式播出；6月，隨S.H.E組合舉辦《2GETHER4EVER》世界巡回演唱會(huì)；9月，憑借《小宇宙33號(hào)》入圍第48屆金鐘獎(jiǎng)綜藝類節(jié)目主持人獎(jiǎng)。
2014年1月，任家萱與曾國城主持綜藝節(jié)目《最強(qiáng)大國民》的錄制，1月23日，為電影《大稻埕》主題曲《青春是》音源公開；2月，獲遠(yuǎn)見雜志邀請擔(dān)任演講人，分享她在受傷期間心路歷程，在臺(tái)灣地區(qū)各大院專學(xué)校舉行巡回演講；3月22日，獲邀擔(dān)任中華職棒25周年開球嘉賓，3月27日，與黃子佼擔(dān)任“QQ音樂年度盛典”的主持人，首次主持內(nèi)地大型活動(dòng)；5月，隨S.H.E組合開展“2GETHER4EVER”世界巡回演唱會(huì)安可場；6月8日，在臺(tái)北市參加純女性半程馬拉松路跑活動(dòng)，6月28日，在第25屆流行音樂金曲獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)禮中擔(dān)任“音樂人的勇敢和愛”的引言人；7月，參與中央電視臺(tái)節(jié)目《開講啦》的錄制，分享自燒傷事件以及后階段復(fù)健歷程；8月14日，在高雄市參加“AIESEC2014全球青年領(lǐng)袖世界大會(huì)”；9月，參加江蘇衛(wèi)視的美食節(jié)目《星廚駕到》播出；10月25日，與曾國城共同擔(dān)任第49屆臺(tái)灣金鐘獎(jiǎng)的主持人，11月初，參與天津衛(wèi)視廚藝節(jié)目《
喜從天降》的錄制，已于12月6日播出。
2015年1月9日，任家萱發(fā)行個(gè)人首張音樂專輯《3.1415》，主打曲為《看我的》；3月，任家萱首次加盟《超級(jí)戰(zhàn)隊(duì)》。
