채림은 1994년부터 방송 무대에 올라 아역배우로 시작했다가 1999년 숏컷 머리로 이미지를 변신하면서 당시 도전하기 어려웠던 중성적인 미소년 이미지로 주목받았다. 《카이스트》, 《우리는 길 잃은 작은 새를 보았다》, 《점프》 등에서 이 이미지를 고수하며 비교적 성공했고, 이후 여고생으로 변신한 《사랑해 당신을》로 스타덤에 올랐다. 2000년 《이브의 모든 것》, 2001년 《네 자매 이야기》, 《여자만세》 등으로 엄청난 인기를 얻으며 당대 떠오르는 신예였던 송혜교와 인기를 나란히 했다. 2006년 이후 주로 중국에서 활동했으며, 중국 영상계에서도 인정받아 2006년 남방중국영상 오스카상 국제 큰별상과 2007년 KBS 연기대상 최우수연기상을 수상하는 등 연기력을 입증했다. 당시 스타 배우로서의 위상을 바탕으로 중국 시장까지 확장하며 활동 폭을 넓혔던 배우로 기억된다. 2024년 솔로라서에 출연했다. 2021년 내가 키운다에서 출연 역을 맡았다. 2018년 폼나게 먹자에서 Main Host 역을 맡았다.