Atagül, 2011 yılında "Hayat Devam Ediyor" adı dizide boy gösterdi. 2012 yılında otobüslerin uğradığı bir mola yerinde çalışan iki gencin öyküsünü anlatan filmde Zehra rolüne hayat verdi. Araf filminde rol alan Atagül, 2013 yılında Peyami Safa'nın aynı adlı romanından uyarlanan ve yönetmenliğini Sadullah Çelen’in yaptığı, başrollerini Kadir Doğulu ile Paylaştığı Fatih Harbiye adlı televizyon dizisinde oynadı.
Senden Bana Kalan adlı sinema filminde Ekin Koç ile başrolleri paylaştı. Ekim 2015 başrollerini Burak Özçivit ile paylaştığı Kara Sevda adlı dizide izleyici ile buluştu. Atagül, 2016 yılında Kadir Doğulu ile evlendi.
NESLİHAN ATAGÜL'ÜN OYNADIĞI DİZİ VE FİLMLER
Neslihan Atagül, İlk Aşk, Araf, Senden Bana adlı filmler; Yaprak Dökümü, Canım Babam, Hayat Devam Ediyor, Fatih Harbiye, Kara Sevda, Sefirin Kızı gibi dizilerde rol aldı.
Atagül, en son oynadığı Sefirin Kızı dizisinden geçirgen bağırsak sendromu hastalığı nedeni ile ayrıldı.
Geçirgen (Sızdıran) Bağırsak Sendromu nedir? Neden olur? Nasıl tedavi edilir?
RÖPORTAJLARIYLA NESLİHAN ATAGÜL
Atagül, 2012 yılında verdiği bir röportajda annesi Beyaz Rus kökenli, babası Çerkes olduğunu söylüyor, fiziğiyle ilgili şu bilgileri veriyor,"Anneme de babama da benziyorum; anne tarafım renkli gözlü ve kalın dudaklıdır, onları o taraftan almışım. Burnum aileden kimseye benzemiyor. Çoğu kişi beni annemin gençliğine benzetiyor! Tabii annem asil ve çok daha güzel bir kadınmış. Hâlâ da öyle. Ben onun ancak yanından geçebildim."