1950年，师伟调入北京电影制片厂，参加影片《吕梁英雄》的拍摄，扮演主角翠兰。同年，还出演影片《儿女亲事》中的李秀兰。她还在《新儿女英雄传》中演小八路，《红色战斗员》中演小英。
1953年调上海电影制片厂，在影片《母亲》中演小喜鹊，较准确、细腻地表达了人物纯洁、善良、温柔的性格。
1957年，在《不夜城》中扮演了大资本家的独生女张文铮。之后，又在《苗家儿女》、《三八河边》等影片中扮演角色。
1959年，师伟又调到八一电影制片厂，在《林海雪原》、《东进序曲》、《白求恩大夫》中，分别扮演白茹、周明珠和小贾。在影片《秘密图纸》中演特务方丽，较为真实可信。她还参加了《林冲》、《爱厂如家》等片。
1972年，她开始担任导演工作，曾任《闪闪的红星》、《走在战争前面》、《怒吼吧，黄河》、《飞行交响乐》、《失去的歌声》等影片的副导演、导演工作。
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