1952年，与于是之合作主演剧情电影《龙须沟》。1954年，考入中央戏剧学院成立的表演干部训练班，在校学习两年，师从库里涅夫，学习斯坦尼斯拉夫斯基的表演体系。1956年，与胡思庆、任德耀合作执导根据周立波同名长篇小说改编的多幕同名话剧《暴风骤雨》，作为表演干部训练班的毕业演出剧目；同年，中央戏剧学院表演干部训练班毕业后留在中央实验话剧院。

1959年，与谢添、马薇联合主演根据茅盾的同名小说改编的剧情电影《林家铺子》，在片中饰演与儿子阿毛相依为命的穷苦张寡妇。1961年，从中央实验话剧院调回北京电影制片厂；同年，与孙道临共同主演剧情电影《革命家庭》，在片中饰演两岁失去双亲、由后娘养大的周莲，她凭借该片获得第2届莫斯科国际电影节最佳女演员奖。

1962年，当选中国文化部推选的“新中国22大电影明星”之一。1964年，前往山西绛县南柳大队和曲沃参加“四清运动”，跟农民群众“同吃、同住、同劳动”。1965年，与赵丹合作主演剧情电影《烈火中永生》，在片中饰演银行高级职员，实为重庆地下党的江竹筠。

在“文化大革命”期间，于蓝跟田方一起同时被打倒，作为北影厂重点“黑帮”，多次遭到残酷批斗；随后，下放到北京郊区大兴县天堂河的北影厂“五七干校”参加劳动；之后，回到北京电影制片厂，被安排跟田方一起负责北影厂编导室工作。1974年，与王心刚、金征源联合主演战争电影《侦察兵》。1978年，与李伟远前往新疆，并联合执导了儿童题材故事影片《萨里玛珂》。

1981年，担任第一届中国电影金鸡奖评选委员会委员；5月23日，在《人民日报》第8版发表文章《寄语张瑜——写在首届电影“金鸡奖”评选之际》；6月1日，北京儿童电影制片厂（后更名为中国儿童电影制片厂）成立，出任首任厂长及艺术指导等职；7月3日，担任儿童少年文化艺术协调委员会电影电视协调小组组员。

1982年，在《电影故事》第6期发表文章《为儿童电影献身》；同年，在《大众电影》第6期发表文章《献给孩子们的礼物》。1983年，获得全国妇联表彰的全国优秀儿童工作单位称号；6月，当选为第6届全国政协代表；同年，在《电影画报》发表文章《和孩子们相会在新春》。

1984年2月5日，在《天津日报》发表文章《明朗的天空》；同年，以中国电影代表团团长身份率团参加意大利举行的第14届季福尼国际儿童青年电影节，电影节授予中国儿童电影事业和中国儿童电影代表团荣誉奖牌；11月2日，担任中国儿童少年电影学会会长。

1985年4月2日，在《人民政协报》发表文章《电影与儿童——我这一年》；4月，当选为中国电影家协会副主席；1986年3月25日，担任中国儿童少年电影电视中心的主席；同年，获得中直机关“优秀共产党员”称号。1987年， 参加印度布班尼斯瓦举行的第5届国际儿童电影节，并担任该电影节的国际评委。

1988年，在《中国电影报》发表文章《我只是你们中间的一个》；同年，前往保加利亚参加第33届国际儿童少年电影电视中心年会及国际儿童电影节，被推选为国际儿童影视中心理事、执委。1989年，携童影厂儿童影片专程到包头，与包头钢铁稀土总公司开展儿童少年精神文明共建活动。

1991年5月，在北京召开国际儿童少年影视中心年会，于蓝当选国际儿童少年影视中心新的执委会成员。1992年，获得广播电影电视部“劳动模范”称号。1993年，获得中国福利会妇幼事业“樟树奖”。1995年，获得中国文化部、广电部纪念世界电影诞生100周年、中国电影诞生90周年“世纪奖”优秀女演员奖；同年，获得中国电影表演艺术学会“特别奖”。

1998年10月，获得“中国内藤国际育儿奖”。2001年，80岁的于蓝从儿童电影制片厂正式退休。2005年，于蓝获得第10届金凤凰奖终身成就奖。2009年，与张一山、成龙等共同出演喜剧电影《寻找成龙》；同年，与杨利伟、于洋共同主演儿童电影《锦绣花园》；随后，获得第10届中国国际儿童电影节“杰出贡献奖”；此外，还获得了第27届中国电影金鸡奖终身成就奖。

2018年，出演由江平、李作楠联合执导的剧情电影《那些女人》。2019年，与秦怡、田华等联合主演家庭电影《一切如你》。

于蓝的父亲曾任地方法官。1929年，于蓝的母亲去世。

1940年，19岁的于蓝与29岁的田方与在延安喜结连理。1947年12月，儿子田新新出生。1952年4月，儿子田壮壮出生。1974年8月27日，田方因癌症在北京去世，终年63岁。

2020年6月27日21时7分，于蓝在北京中日友好医院病逝，享年99岁。田壮壮在朋友圈确认了这个消息。

于蓝在角色的创造中，不分主角还是配角，不论戏多还是戏少，都全身心地投入浸注进她全部的爱。她坚信生活是创作的源泉，她无法想像没有生活做基础能去塑造人物。于蓝每扮演一个角色都要尽力寻找到角色的依据，不仅大量阅读文字材料，更重要的是深入生活，和角色的原型及其亲友们交朋友，谈家常，使自己的感情随着人物的命运翻江倒海地折腾，方能深刻地理解、体会人物的思想感情，角色的种子也就孕育其中了。在电影《革命家庭》中，她深刻地体验着周莲复杂的心理活动，将周莲的思想变化、情感跌宕层次分明地表达出来。由于内心生活的充实，她的表演真实、自然、朴实无华，深深地打动了观众的心（《电影艺术》评）。

在电影《翠岗红旗》中，向五儿形象的塑造，虽然显示出于蓝表演创造的才华和潜力，也有些不完美之处，那就是在时间跨度大的情况下，虽注意到把握人物不同阶段的发展变化，却对变化之间的呼应联系注意不够，缺乏层次之间的流畅与连贯，因此，时有人物塑造突兀跳跃的断裂之感。在电影《林家铺子》中，于蓝塑造的张寡妇是一个成功的人物形象，她显示了于蓝电影表演艺术趋于成熟，并初步形成了自己质朴纯正、浓淡相宜的艺术风格。综观于蓝的电影表演创作，不论是她早期的作品，还是她后期的作品，虽有粗拙与精美、稚嫩与成熟的差异，但她的全部表演创作都有一种共同的特点，那就是少有矫揉造作。欣赏于蓝的表演，似乎很少立即感受到什么很强烈的刺激，因被煽动而感情投入，相反，却是让人慢慢被吸引，并令人回味。她在塑造人物时，一般很少 多余的、过分的东西，看似平淡无奇，可细想起来，又不缺少什么，该有的都有了（《电影艺术》评）。