Serenay Sarıkaya ünlü olma yolculuğuna, 15 yaşındayken Çekya'da düzenlenen Avrupa Gençler Güzellik Yarışması'nda jüri özel ödülü kazanarak başladı. Daha sonra sinema filmleri ve dizi oyunculuğuyla adını duyurmaya devam etti. 2006 yılında "Şaşkın" filminde Itır karakterini canlandırarak ilk oyunculuk deneyimini yaşadı. 2008 yılında "Plajda" filminde Aslı ve "Peri Masalı" dizisinde Talya rolleriyle dikkat çekti. 2010 yılında katıldığı Miss Turkey yarışmasında ikinci olarak Türkiye'yi Miss Universe yarışmasında temsil etme hakkı kazandı. 2013-2015 yılları arasında "Medcezir" dizisindeki Mira Beylice karakteriyle popülerliğini artırdı. Ayrıca, reklam filmlerinde yer alması ve bazı markaların da reklam yüzü olması da kariyerinde önemli bir yer tuttu.