2012年1月，与刘晓庆、陈冲合作古装传奇剧《隋唐英雄》，在剧中饰演敢爱敢恨的中原第一女侠红拂女 ；8月，出演抗战剧《风影》，在剧中演绎清纯可爱的学生妹冉辛一角 ；同月，拍摄武侠剧《武松》，在剧中饰演林冲之妻贞娘 。
2013年1月，出演年代抗战剧《东北剿匪记》，在剧中饰演敢爱敢恨的美艳女人芍药 ；4月，拍摄李翰韬导，刘晓庆、张卫健共同主演的古装传奇剧《隋唐英雄4》，在剧中饰演楚楚可人并为爱牺牲的窦仙童；8月，拍摄年代谍战剧《冷枪手》，在剧中饰演中共女特工马赛飞一角；11月，拍摄王响伟执导，蒋林静、余少群主演的人物传奇剧《末代皇帝传奇》，在剧中饰演中外闻名的双面间谍川岛芳子。
2014年4月，出演李翰韬执导、余少群、孙耀琦主演的古装传奇剧《隋唐英雄》的终结篇《隋唐英雄之薛刚反唐》，在剧中饰演美艳至极的唐朝第一宠妃赵美玉 。
2015年，出演王响伟执导，蒋梦婕、徐佳主演的现代情感剧《婚姻攻防战之爱要付出》 ，在剧中饰演敢于表达自己感情为自己争取幸福的朱丽宏。
2016年1月，拍摄杨小波执导、宁静、侯勇主演的年代抗战剧《大西北剿匪记》，在剧中饰演军统一枝花姜媚 。
2013年10月25日，单薇在微博上分享了一张和“小黄鸭”的合照，并呼吁“请大家一起来关爱自闭症儿童，单薇用实际行动支持 “小黄鸭慈善漂流赛” 。2018年9月6日，单薇受邀出席某慈善机构举办的公益活动 ；9月13日，单薇赴韩拍摄亚洲善待动物组织(PETA Asia) 的全新反皮草公益广告，并呼吁大家爱护地球拒绝皮草 ；9月21日，单薇出任中国绿化基金会“明星熊猫守护者”公益活动 。