Reklam filmleriyle oyunculuğa başlayan Neslihan Atagül, 2006-2010 yılları arasında Yaprak Dökümü dizisinde canlandırdığı Deniz karakteriyle adını duyurdu.
Fatih Harbiye ve Kara Sevda dizileriyle ününe ün katan oyuncu, son olarak Sefirin Kızı dizisinde rol aldı.