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在四川省人民艺术剧院期间，她在主演的第一部话剧《月琴与小老虎》中女扮男装，扮演一个小伙子，这部话剧在四川演出取得很大成功，
1984年，进京汇报演出，被电影导演滕文骥看中，邀请白灵主演影片《海滩》，此后，主演了西安电影制片拍摄的影片《月月》、《大学生轶事》、《泪洒姑苏》等。
1985年后，白灵就离开成都，来到北京寻找机会发展事业。
1986年，白灵在电影《月月》中担任主演，而白灵能够幸运地主演了这部日后成为她代表作之一的影片，有赖于副导演霍庄当年的慧眼识才。拍完这部电影后，霍庄与白灵就成为“忘年交”。
1988年，出演《弧光》，扮演一名女精神病患者。
1989年，该片在第十六届莫斯科国际电影节作为参赛片放映，受到好评。
1989年，在影片《非法持枪者》中演女主角汽车司机。当时剧组安排白灵学习开汽车，因为时间仓促就勿勿拍摄，结果差点发生车祸，白灵开车险些与一辆大卡车撞上。
1990年，受纽约大学电影系之邀，作为访问学者赴美学习，更拿得LeeStrasberg’sTheaterInstitute的奖学金，其后留美进入好莱坞发展。
1993年，首部在美国拍摄的电影是《乌鸦》，和李小龙之子出演。后加入美国国籍。
1997年和李察·基尔（据说是藏独分子）、孟广美等人一起出演了大陆禁片《红色角落》（据说很反华），获得美国NationalBoardOfReviews的突出表现奖。
1999年，在《安娜与国王》(AnnaandtheKing)中担任重要配角。
2001年。白灵在美国版的《TheLostEmpire》当中饰演观音。
2004年凭借《三更之饺子》中的表演连续夺获得台湾金马奖和香港金紫荆奖、金像奖三项最佳女配角奖。
2008年，白灵参演新片《怒火攻心2》(Crank2)
2009年，参与JosephJ.Lawson导演的《霍比特人传奇》拍摄，并担当女一号。
2010年成为首位华人的(Playboy)花花公子杂志六月号封面女郎。
2011年，参与赵文导演的《山村风云》的拍摄并担任女一号。
2014年，参与美国犯罪片《认我为王》（CallMeKing）以及电影《杀戮》（BloodShed）的拍摄。
2014年，与胡军蒲巴甲等人合作影片《上海王》将于2015年在中国大陆上映。
家庭
1980年代早期她的父母离婚，母亲和撰写关于中国数学家陈景润的报告文学《歌德巴赫猜想》的作家徐迟结婚。白灵的姐姐白洁在税务局工作，弟弟白陈在在日本的一家美国企业工作。
感情
白灵未婚，绯闻男友包括著名作曲家瞿小松、摄影师杜可风及“后街男孩”尼克。