高我星在电影《汉江怪物》中已经有了成熟女演员的演技实力，同时还兼具票房号召力和演技实力，她对于情感的把握让人印象深刻。
2005年1月5日，高我星参演由权相佑、金喜善主演的爱情剧《悲伤恋歌》在韩国MBC电视台播出，在剧中饰演女二号金妍珠的少女时期，从而正式出道；4月，主演的电视剧《驿动的心》在韩国MBC电视台播出，在剧中饰演可爱的冒失鬼金宝美。
2006年，高我星在奉俊昊执导的电影《汉江怪物》中担任主演，在片中饰演宋康昊的小女儿贤秀，影片上映后票房突破1300万观影人次 ，她凭借该片获得第27届韩国青龙电影奖最佳女新人奖。2007年，高我星出演由李俊益执导的温情电影《快乐人生》，在片中饰演朱惜。
2010年1月，高我星与俞承豪、李玹雨合作出演的漫改校园剧《学习之神》在韩国KBS2电视台播出，在剧中饰演热情执着的高三学生吉草叶。2012年，高我星出演独立电影《二重唱》，在片中饰演南希。
2013年，高我星与奉俊昊导演及宋康昊二度合作电影《雪国列车》，在片中饰演尤娜。2014年3月，高我星与金喜爱合作主演由李瀚执导的电影《优雅的谎言》，在片中饰演拥有孤僻性格的大女儿万智；8月，主演惊悚电影《办公室》，在片中饰演故事的中心人物公司实习生李美礼；10月，签约美国好莱坞经纪公司UntitledEntertainment，展开更多的国际活动，签约的契机是《纽约邮报》制作的一期详细介绍高我星的出道经历和作品的特辑。
2015年2月，高我星主演由安畔锡执导的电视剧《听到传闻》在韩国SBS电视台播出，在剧中饰演高中生未婚母亲徐春，并凭借该剧获得韩国第51届百想艺术大赏电视类最佳新人女演员奖；4月，与任时完搭档主演电影《想念哥哥》 ，在片中饰演钢琴老师朴珠美。2016年，高我星出演日本电视剧《深夜食堂第四季》，在剧中饰演在日本工作的韩国人由奈。
2017年3月，高我星主演的爱情剧《自体发光办公室》在韩国MBC电视台播出，在剧中饰演家境贫寒的家具公司新人职员殷昊媛；7月，与李政宰、郑雨盛创立的ArtistCompany正式签订专属合约。2020年10月21日，高我星与李絮、朴慧秀共同主演的喜剧片《三振集团英语托业班》上映，在片中饰演三振集团生产管理三部的员工、拥有优秀的业务能力却因高中学历而限制晋升的李子英。
2022年1月7日，高我星与任时完、孙贤周共同主演的犯罪动作剧《追踪者》在韩国MBC电视台播出，在剧中饰演拥有出色的直觉及调查能力的税收五局调查官徐惠英；2月18日，继续主演的犯罪动作剧《追踪者第二季》在韩国MBC电视台播出。
高我星在电影《汉江怪物》中已经有了成熟女演员的演技实力（奉俊昊 评），又凭借在电影《雪国列车》中的表现成为忠武路的蓝筹股，兼具票房号召力和演技实力（1905电影网 评）。她在电视剧《听到传闻》中的表演十分自然及真实，展现了相当强的角色魅力，特别是对于情感的把握让人印象深刻（青海卫视 评）。
