1993年，海霞从北京广播学院毕业，之后进入中央电视台开始主持早间播报节目《早间新闻》（2006年并入《朝闻天下》），由此开始职业生涯；同年，她还主持了夜间资讯节目《晚间新闻》 [10] 。1999年9月20日，海霞开始主持中央电视台综合频道的新闻节目《现在播报》 [11] 。

2004年8月20日，参加中央人民广播电台中国之声的奥运特别节目《直通雅典》 [31] ；12月31日，参加中央电视台青年部制作的特别节目《2005新年新诗会》，与陈铎合作表演诗朗诵《悼念一棵枫树》 [61] 。2005年12月31日，参加中央电视台青年部制作的特别节目《2006新年新诗会》 [60] 。

2007年12月6日，海霞开始主持中央电视台综合频道与新闻频道同步播出的新闻播报节目《新闻联播》 [9] [12] ；12月20日，海霞获得了“金话筒电视播音作品奖” [13] ；12月31日，参与的元旦特别节目《2008新年新诗会》在中央电视台综合频道、少儿频道播出 [58] 。

2008年12月31日，参加中央电视台推出的元旦特别节目《2009新年新诗会》 [59] 。2009年8月，开始主持中央电视台综合频道的新闻资讯节目《新闻20分》 [9] ；12月2日，参加中央电视台青少部特别节目《2010新年新诗会》，现场朗诵李少君的诗作《边地》 [62] 。

2012年9月16日，与张泽群搭档主持中华人民共和国第七届农民运动会开幕式 [49] ；10月，与康辉一同出任七集文献纪录片《科学发展铸辉煌》开播发布会的主持人 [47] ；11月7日，与朱军、白岩松、周涛、董卿等共同主持《领航中国——喜迎党的十八大胜利召开文艺晚会》 [48] 。

2013年2月9日，参加中央电视台春节联欢晚会，与47位主持人共同表演开场联唱《欢歌贺新春》 [30] ；6月，参加中央电视台中文国际频道、科教频道和高清综合频道频道推出的端午节特别节目《诗会中国——2013端午诗会》 [55] 。

2015年10月2日，担任第三届《中国汉字听写大会》总决赛的主考官 [27] ；11月，出任第七届海峡两岸电视主持新人大赛决赛评委 [45] 。2016年11月，她还出任了第八届海峡两岸电视主持新人大赛总决赛的评委 [43] 。

2017年9月11日，参加的益智游戏类节目《开门大吉》在中央电视台综艺频道播出 [51] 。2018年8月10日，出任第十七届汉语桥世界大学生中文比赛总决赛的评委 [42] ；8月11日，与上海广播电视台主持人张民权共同主持了“诗话长江——大江奔流主题采访诗歌吟诵会” [41] ；9月9日，她还担任了“河南最美教师”颁奖典礼的主持人 [32] 。

2019年7月，与赵保乐、周涛、张民权、桑晨、张泽群共同担任“最美夕阳红”文艺晚会的主持人 [37] ；8月，开始主持中央广播电视总台央视新闻新媒体推出的短视频栏目《主播说联播》 [34] ；11月，参加总台央视财经频道推出的城市文化旅游品牌竞演节目《魅力中国城第三季》 [36] 。

2020年1月24日，参加中央广播电视总台春节联欢晚会，与康辉、白岩松等共同参演疫情防控节目《爱是桥梁》 [18] ；1月25日，与东南卫视主持人曹一楠、外景主持人曾宝共同主持的《福到东南又一春——2020年福建省春节联欢晚会》在东南卫视播出 [22] ；2月8日，参加中央广播电视总台元宵节特别节目，与白岩松、刚强、欧阳夏丹、贺红梅、水均益共同表演诗朗诵《你的样子》 [52] ；9月9日，参加的中央广播电视总台特别节目《新时代最可爱的人》在央视综合频道、综艺频道等同步播出 [33] 。