2010年,参演由
吴中天、
瑶涵沂主演的情感励志剧《
牵纸鹞的手》,饰演小星星,这也是她出演的首部影视作品。同年参演由
炎亚纶,
房思瑜主演的黑色偶像剧《
死神少女》,饰演清秀可爱的篮球队行政管理陈可菊,因为恋情不受社会认可而自杀的悲情人物。
2011年,参演由
陆奕静、
李康宜主演的电影《
黑猫大旅社》,饰演旅社房客初中生方乔乔。同年参演由
杨佑宁、
李千那主演的爱情偶像剧《
前男友》,饰演女主角林春娇的少年时期,一个品学兼优的少女,18岁时由于初恋男友的劈腿和失踪彻底改变了命运。
2014年5月,与
王传一、
李康宜合作主演电视电影《
晓之春》,饰演师长眼中的问题学生陆嘉菱,转学后生命开有了改变;凭借该剧获得
第49届台湾电视金钟奖迷你剧集/电视电影女配角奖。8月,搭档曹晏豪、戴立忍主演都市预言电影《独一无二》,饰演看似文弱却内心坚强的房仲小姐燕子。11月,参演由连晨翔、Teddy、
文雨非主演的偶像剧《
终极恶女》,饰演凯特的好友纯种日行者小猫。
2015年3月,参演由
吴慷仁、
黄姵嘉主演的电视剧《
出境事务所》,饰演宣蓝。5月,主演青春舞蹈电影《舞斗》,变身为个性直率冲动、恰北北的高中热舞社社长。
2024年9月7日,主演的电视剧《
你是我的姐妹》播出。11月20日,主演的电影《倒数回击》上映。
温贞菱气质独特,每次演出都是全然投入,她扮演高中生的清新模样,特别让观众印象深刻,而在电影《共犯》中她无奈又无辜的表现,也很引人注目,《舞斗》中她挑战舞蹈表演亦受到了关注(yes娱乐 评)。