Ngoài sự nghiệp âm nhạc thành công, Minh Hằng còn ghi dấu ấn lớn trong lĩnh vực điện ảnh với nhiều vai diễn cả trên truyền hình lẫn màn ảnh rộng. Huỳnh Đông là người tình màn ảnh đầu tiên của Minh Hằng trong phim 'Gọi giấc mơ về'. Ngay sau khi lên sóng lần đầu năm 2007, bộ phim truyền hình dài 60 tập đã tạo hiệu ứng lớn và đưa tên tuổi Minh Hằng vụt sáng trong showbiz Việt. Minh Hằng vào vai chính Phi Phụng - cô nữ sinh trung học mập mạp, hậu đậu nhưng rất dễ thương, tốt bụng. Trong khi đó, Huỳnh Đông đảm nhận vai Quân - cậu học sinh cá biệt từng là 'oan gia' của Phi Phụng nhưng dần dần nảy sinh tình cảm với cô nàng.

Minh Hằng từng phải tăng 10kg để phù hợp với tạo hình của nhân vật và ngay sau khi phim đóng máy, cô đã phải tức tốc giảm cân để lấy lại vóc dáng. Vai diễn trong 'Gọi giấc mơ về' mang đến cho nữ ca sĩ giải 'Nữ diễn viên chính được yêu thích nhất' tại HTV Awards 2008.

Năm 2009, Minh Hằng lần đầu tham gia mảng phim điện ảnh khi đóng cặp với Chí Thiện trong 'Nụ hôn thần chết'. Cô vào vai một nữ sinh hồn nhiên, mơ mộng có tình cảm với gã thần chết hiền lành, ngốc nghếch do Chí Thiện đóng. Sự kết hợp ăn ý trên phim cùng những hình ảnh quấn quýt ở ngoài đời từng khiến Minh Hằng và Chí Thiện vướng tin đồn 'phim giả tình thật'. Tuy nhiên, giọng ca 'Một vòng trái đất' sau đó đính chính cô chỉ coi Chí Thiện như một cậu em thân thiết.

Minh Hằng và Huy Khánh từng là cặp đôi đẹp trong phim hài 'Lệ phí tình yêu'. Lần thứ hai xuất hiện trên màn ảnh rộng, Minh Hằng hóa thân thành cô nhân viên thu nợ xinh đẹp, cá tính tên Hiền Dịu. Trên đường đi săn lùng Giàu (Huy Khánh đóng), Hiền Dịu dần dần có cảm tình với chàng trai này. Huy Khánh, Minh Hằng tung hứng khá ăn ý, tạo nên nhiều khoảnh khắc ngọt ngào, dễ thương trên màn ảnh. Trong phim, cả hai có nhiều cảnh hôn rất nồng cháy.

Lương Mạnh Hải cũng là một trong những 'người tình màn ảnh' điển trai của Minh Hằng. Cặp đôi lần đầu kết hợp khi đóng phim truyền hình 'Ngôi nhà hạnh phúc' chuyển thể từ bộ phim cùng tên từng gây đình đám tại Hàn Quốc. Trong phim này, Minh Hằng tiếp tục thể hiện sự nhí nhảnh, dễ thương vốn gắn liền với hình ảnh của mình trong các phim trước. Phim chính thức lên sóng năm 2009 trên VTV3 và tiếp tục củng cố cho sự thành công của Minh Hằng ở lĩnh vực phim ảnh.

Sau đó 5 năm, Minh Hằng tái ngộ Lương Mạnh Hải trong phim truyền hình 'Vừa đi vừa khóc'. Trong phim, Minh Hằng vào vai Đông Dương - con gái út trong một gia đình nghèo, được bố mẹ cho giả trai từ nhỏ để làm vui lòng bà nội luôn khao khát một thằng cháu đích tôn. Phải sống trong hình hài một đứa con trai nên Đông Dương luôn khao khát được làm phụ nữ đích thực khi thỉnh thoảng mặc váy, đội tóc giả đi dạo. Cô tình cờ gặp Hải Minh (Lương Mạnh Hải đóng) và nảy sinh tình cảm với chàng trai này. Trong phim, Minh Hằng và Lương Mạnh Hải có rất nhiều cảnh quay lãng mạn và những tình huống thú vị, khiến khán giả bật cười khi xem phim.

Năm 2016, Minh Hằng trở lại với màn ảnh rộng sau gần 5 năm vắng bóng để tập trung cho sự nghiệp ca hát. Cô đóng cặp với Quý Bình trong phim 'Bao giờ có yêu nhau' của đạo diễn Dustin Nguyễn với rất nhiều cảnh tình cảm. Nữ diễn viên chia sẻ cô phải uống 5 lon bia, vật vã quay suốt từ 8h sáng hôm trước đến 4h sáng hôm sau mới xong một cảnh nóng với Quý Bình. Nhận xét về bạn diễn, Minh Hằng hết lời khen Quý Bình không chỉ là người đàn ông tinh tế, ngọt ngào, nội tâm và có chất giọng ấm áp mà còn rất tận tình giúp đỡ, động viên cô trên phim trường.

Bộ phim 'Sắc đẹp ngàn cân' do Minh Hằng đóng vai chính chuẩn bị ra rạp ngày 4/8 tới. Phim kể về hành trình 'vịt hóa thiên nga', từ một cô ca sĩ có ngoại hình mập mạp đến khi trở nên xinh đẹp của Hà My do Minh Hằng đóng. Rocker Nguyễn là người đồng hành với Minh Hằng trong bộ phim này. Chia sẻ về bạn diễn kém tuổi, nữ ca sĩ khen ngợi Rocker Nguyễn trẻ trung, đẹp trai, có trái tim nhạy cảm, có thể đốn tim mọi cô gái, trong đó có Minh Hằng.