Después de hacer su debut cinematográfico en Thirteen (2003), Hudgens saltó a la fama interpretando a Gabriella Montez en la serie de películas High School Musical (2006-2008), que le valió un importante éxito en los principales medios y varias nominaciones a los premios Teen Choice Awards y Nickelodeon Kids' Choice Awards.

Apareció en las películas Bandslam (2009), Beastly, Sucker Punch (ambas de 2011), Journey 2: The Mysterious Island, Spring Breakers (ambas de 2012), Second Act (2018), Bad Boys for Life (2020) y Tick, Tick... Boom!

[2]​ Es hija de Gregory Hudgens, un exbombero estadounidense-irlandés y Gina Guangco, una empresaria filipina.

[12]​ Más tarde ese año, actuó como invitada en un episodio de la serie Robbery Homicide Division, que se transmite por CBS.

La película, que giraba en torno a la adolescente Tracy tratando de encajar y quedando atrapada en la multitud equivocada, fue un éxito comercial, recaudando $10 millones en todo el mundo.

Más tarde, los dos revelan una pasión por el canto y hacen una audición para la obra escolar juntos.

Vendió 34.000 copias en su primera semana y debutó en el número 24 en la lista Billboard 200 de Estados Unidos.

[24]​ Fue precedido por dos sencillos, «Come Back to Me» y «Say OK», los cuales tuvieron un éxito moderado en varios países.

Ambos sencillos recibieron promoción en Disney Channel, y los videos musicales de ambos se estrenaron en el canal.

[25]​ Disney Channel transmitió un programa semanal llamado Road to High School Musical 2, que comenzó el 8 de junio y condujo al estreno de High School Musical 2 en agosto.

Hudgens volvió a retomar su papel en High School Musical 3: Senior Year, la primera película de la franquicia que se estrenó en cines.

[35]​ Hudgens recibió el premio a «Actriz favorita de cine» en los Nickelodeon Kids' Choice Awards en 2009.

[42]​ David Waddington, del North Wales Pioneer, señaló que Hudgens «eclipsa al resto del elenco, no logra encajar en la narrativa marginada y hace que el inevitable final culminante sea aún más esperado»,[43]​ y Philip French de The Guardian comparó su actuación a Thandie Newton y Dorothy Parker.

[44]​ En 2010, Hudgens regresó a las producciones teatrales y protagonizó el musical Rent como Mimi.

[58]​ La película ganó $325 millones en todo el mundo durante su presentación en cines,[59]​ que superó a su predecesora.

[62]​[63]​ El consenso de Rotten Tomatoes es: «Agresivamente poco ambicioso, Journey 2 podría emocionar a los espectadores adolescentes, pero la mayoría de los demás lo encontrarán demasiado intenso para el público joven y demasiado aburrido para los adultos».

[62]​ En 2013, Hudgens protagonizó junto a Selena Gomez, Ashley Benson, Rachel Korine y James Franco la película Spring Breakers.

[66]​[67]​ La película presentaba temas maduros como el consumo de drogas, la violencia y las escapadas sexuales.

[68]​[69]​[70]​ Más tarde, Hudgens expresó su incomodidad con una escena de sexo: «Fue muy estresante para mí.

[71]​[72]​ Más tarde ese año, Hudgens interpretó a Cindy Paulson en The Frozen Ground, una película basada en el caso de Robert Hansen en la que ella interpreta a su única víctima que escapó.

[76]​ En 2014, Hudgens interpretó a una adolescente fugitiva embarazada en la película dramática Gimme Shelter con Brendan Fraser, escrita y dirigida por Ron Krauss.

[88]​[89]​ Hudgens también se desempeñó como juez permanente junto a Nigel Lythgoe y Mary Murphy en la decimocuarta temporada del programa de telerrealidad estadounidense So You Think You Can Dance.

[90]​ En 2018, Hudgens protagonizó la película de comedia romántica Dog Days, junto a Finn Wolfhard y Nina Dobrev.

[103]​ En 2021, prestó su voz al personaje principal, Sunny Starscout, en la película animada de Netflix My Little Pony: A New Generation.

Boom!, como la amiga del dramaturgo Jonathan Larson, Karessa Johnson, dirigida por Lin-Manuel Miranda.

Hudgens repitió sus tres papeles de la segunda entrega y también se desempeñó como productora.

Se está volviendo a formar equipo con el director y productor ejecutivo Zack Snyder para la serie, después de que trabajaran juntos anteriormente en Sucker Punch.

[112]​ Hudgens protagonizará la película Downtown Owl de Hamish Linklater y Lily Rabe, junto a Rabe, Ed Harris, Finn Wittrock, Jack Dylan Grazer y August Blanco Rosenstein.

[152]​[153]​ Hudgens se ofrece regularmente como voluntaria para actividades benéficas, incluidas las de Best Buddies International,[154]​[155]​ Lollipop Theatre Network,[156]​ St.

[160]​ Brian Schall demandó a Hudgens en 2007 por un supuesto «incumplimiento de contrato»; según la demanda, Schall afirma que adelantó costos y gastos en nombre de Hudgens para su carrera como compositora y discográfica.