后考入中国音乐学院声乐系攻读大专，大学本科，以及硕士研究生。先后师从声乐教育家王音旋教授和著名的声乐教育家金铁林教授。1990年5月，通过论文答辩，以优异的成绩获得硕士学位。经历了十二年音乐院校的学习。
1982年，参加中央电视台第一届“春节联欢晚会”的演出，并随即演唱了歌曲《在希望的田野上》和《我爱你，塞北的雪》而赢得大半个中国的观众。
1984年，她正式由前卫歌舞团调入总政歌舞团。并连获国家级大奖。
1985年，获文化部举办的第一届“全国聂耳、星海声乐作品比赛‘民族唱法组’”金牌。继而又因主演中国大型歌剧《白毛女》获全国戏剧界最高奖第三届“梅花奖”同年7月，加入中国共产党。并被推选为中国音乐家协会最年轻的理事。
1990年，彭丽媛先后在北京、上海、广州、新加坡举办了大型独唱音乐会，时任新加坡总理王鼎昌先生前来观看并给予了高度评价。多次代表国家到世界各地访问演出，足迹遍布50多个国家。她努力把中国歌剧和中国民族声乐推向国际舞台。
2005年9月应“联合国成立60周年”组委会之邀，在美国 纽约著名的林肯艺术中心首演中国歌剧《木兰诗篇》大获成功。并荣获林肯艺术中心艺术委员会颁发的“杰出艺术家”奖。
2007年8月1日，在庆祝中国人民解放军建军80周年之际，彭丽媛推出她的新专辑《我的士兵兄弟》专辑中精选了她多年来演唱的军事题材的歌曲《我的士兵兄弟》、《军港之夜》、《我爱祖国的蓝天》、《战士与母亲》、《十送红军》、《洗衣歌》、《天路》、《军港之夜》、《共和国之恋》、《我的祖国》、《当那一天来临》、《小白杨》等歌曲，既是她用心血和汗水对中国军旅艺术宝库的无私奉献，也是对中国民族声乐教材的充实，将在中华民族艺术史册中留下光辉的一笔。彭丽媛的导师、中国音乐学院院长金铁林在《我的士兵兄弟》座谈会上讲话，他说彭丽媛是一个不断探索不断发展的民族艺术家，她在学习老一辈歌唱家歌唱艺术的基础上，成功地探索了用科学发声法来表现民族歌曲的歌唱方式，她的成功是中国民族声乐的的一个典范。著名钢琴表演艺术家刘诗昆在会上发言说，彭丽媛博取众家之长，汇集百家之精华，勇于创新、敢于不断突破自己，坚定不移地在中国民族声乐这条路上发展、开拓，彭丽媛为中国民族声乐和军旅声乐艺术的发展，做出了杰出的贡献。