2008年，参加Channel V电视节目《无敌青春克》“卡哇伊水水女孩特辑”正式出道。

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》，饰演旅社房客国中生方乔乔。同年参演由杨佑宁、李千娜主演的爱情偶像剧《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蹤彻底改变了命运。

2012年，参演由蔡淑臻、路斯明主演的都市爱情剧《半熟恋人》，饰演男主角孟克槐的超级冬粉安妮。

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；凭藉该剧获得第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。

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）。