2003年，陶慧于解放軍藝術學院戲劇表演系畢業，進而成為八一電影制片廠演員劇團青年演員。
2004年，參與拍攝了電影《曾克林出關》，在劇中飾演假小子。該劇獲得第24屆中國金雞獎最佳電影獎。
2005年，與劉佩琦、齊中D、聶鑫、趙純陽等主演電視劇《藍狐》，在劇中飾演寧寧。同年，與陳小藝、張嘉譯等主演的電視劇《生死劫》在中國播出，飾演沙小修。
2007年，主演的電視劇《誰在你背后》在中國播出，陶慧在劇中飾演女一號章涵，是一個青春亮麗、有著一副美麗歌喉的女歌手。同年，參與拍攝電視劇《雙槍李向陽》，在劇中飾演牧
野川子。
2009年，在管虎導演電視劇《外鄉人》中飾演葉子，劇中素顏出演。讓觀眾看到陶慧精彩細膩的表演。同年，參與拍攝電視劇《非親姐妹》，在劇中飾演丁菲。
2010年7月8日，與孫大川、向勇等主演的電影《楊勇戰魯西》在中國上映。9月10日，參與拍攝的電影《玩酷青春》在中國上映。
2012年5月12日，與閆妮、耿樂等主演的電視劇《女子軍魂》在中國首播，在劇中飾演王三妹，是一個身世堪憐的棄兒，從小被獵戶收養，練就一身好本領。同年，與柴浩、連奕名、周曉歐、景崗山等主演的電視劇《小城協警》在中國首播。
2013年6月14日，參與拍攝的電影《枕邊有張臉》在中國上映，飾演劉靈。6月26日，與丁海峰、劉長純、聶玫等主演的電視劇《烈火鳳凰》在中國首播。
2014年9月30日，與徐崢、黃渤、馬蘇等主演的電影《心花路放》在中國上映，在劇中飾演徐崢老婆。
2015年周播欄目劇《相愛穿梭千年》中飾演許皇后。