2001年12月，歌剧《再别康桥》在北京人艺小剧场首演，饰演林徽因。2003年，演唱歌曲《好人龙清秀》获得中宣部“五个一工程”奖。2004年，荣获第八届全军文艺汇演一等奖。2007年10月，中国人民解放军总政治部歌舞团复排推出的大型音乐舞蹈史诗交响合唱音乐会《东方红》。

2008年8月，参与“奥运音乐火炬接力”活动，担任唯一一份奥运音乐国礼《中华56民族之歌》的主唱，此专辑作为音乐国礼赠送给来京参加奥运会的各国元首。

2009年4月，在北京保利剧院参演青海花儿诗剧《雪白的鸽子》，饰女主角尕冬妹。6月20日，在湖南益阳举办“报答—庆祝祖国六十华诞雷佳湖南益阳家乡演唱会”。7月，参演陕北秧歌剧《米脂婆姨绥德汉》，饰女主角青青。9月，在国庆六十周年大典上，领唱歌曲《领航中国》。11月，领衔中国歌剧《木兰诗篇》并赴日本进行巡回演出。同年还荣获第九届全军文艺汇演一等奖；演唱歌曲《好日子慢慢过》、《旗帜》获中宣部“五个一”工程奖。

2010年7月30日，在国家大剧院音乐厅“无扩音”演出《木兰诗篇》，献礼“八一”；同年9月，在俄罗斯最高艺术殿堂圣彼得堡马林斯基剧院，“无扩音”演出《木兰诗篇》助阵“俄罗斯汉语年”。这是该剧院两百多年来首次上演中国剧目，雷佳等艺术家也成为在该剧院演出的第一个中国艺术团体，雷佳等艺术家被圣彼得堡市授予“卓越艺术家奖。

2010年，在国家大剧院音乐厅“无扩音”演出《木兰诗篇》，献礼“八一”；同年获解放军艺术学院声乐系硕士学位。2011年6月12日，在厦门举办第三届海峡论坛雷佳“复兴之歌——两岸青年文化交流音乐会。10月15日，在国家大剧院以“无扩音”的方式举办“复兴之歌——雷佳国家大剧院独唱音乐会。

2012年6月，参加上海合作组织“睦邻友好夜”文艺晚会，代表中国地区演唱《大地飞歌》；6月21日，主演国家大剧院首部民族歌剧《运河谣》，饰女主角水红莲。2013年11月，担任第九届中国音乐金钟奖民族声乐组评委。2013年考取中国音乐学院民族声乐艺术表演博士研究生；同年担任第十五届全国青年歌手电视大奖赛民族唱法评委。

2014年，演唱歌曲《我们的中国梦》《放飞梦想》《春雨江南》获中宣部“五个一工程”奖； 参加上海亚信峰会文艺晚会，独唱歌曲《芦花》；8月16日，参加2014第二届夏季青年奥林匹克运动会开幕式，演唱会歌《梦无止境》；参加庆祝中华人民共和国成立65周年音乐会，独唱歌曲《在中国大地上》；11月10日，参加APEC文艺晚会，独唱歌曲《板蓝花儿开》；12月30日，受邀参加2015丝绸之路新年音乐会。

2015年2月，参加第二届多伦多“新春同欢庆羊年”音乐会，与指挥家余隆与钢琴家郎朗同台演出；同月，参加第四届纽约新春音乐会，在林肯艺术中心与纽约爱乐乐团及大提琴家 马友友同台演出，演唱陕北民歌《赶牲灵》、《三十里铺》。 3月25日，参加世界花样滑冰锦标赛开幕式文艺演出，独唱歌曲《冰清玉洁》。

2016年2月7日，参加央视春节晚会，独唱歌曲《多想对你说》；9月4日，参加G20晚会，演唱《难忘茉莉花》。2018年2月15日，2018年中央电视台春节联欢晚会，雷佳与阎维文演唱歌曲《我们的新时代》。

2019年2月4日，2019年央视春晚，雷佳与韩磊演唱歌曲《和祖国在一起》；4月，凭借民族歌剧《白毛女》获得第十六届文华表演奖和第二十九届中国戏剧梅花奖。

2019年4月28日，参加世界园艺博览会开幕式，与廖昌永合唱主题曲《美丽的家园》。9月13日，雷佳参加2019年中央广播电视总台中秋晚会，演唱歌曲《运河谣》。10月18日，演唱第七届世界军人运动会主题歌《和平的薪火》。

2019年10月18日晚10时10分，雷佳与成龙、王力宏、谭维维接力演唱第七届世界军人运动会主题歌《和平的薪火》。

2020年2月，演唱文艺界抗击疫情主题MV《坚信爱会赢》；7月4日，《经典咏流传》第三季第七期演唱《水调歌头·游泳》。

2021年2月11日，2021年中央广播电视总台春节联欢晚会，雷佳演唱歌曲《请放心吧！祖国》；6月3日，电视剧《光荣与梦想》正式发布主题曲《一生挚爱》MV，歌曲由陈曦作词、董冬冬作曲、闫天午编曲，雷佳演唱；7月1日，参加的庆祝中国共产党成立100周年文艺演出《伟大征程》在中央广播电视总台播出，领唱《唱支山歌给党听》。