齐溪从6岁开始学舞蹈，初中考上解放军艺术学院，在校期间以跳芭蕾为主 。2000年，齐溪随解放军艺术学院红星舞蹈团，赴欧洲六国文化交流。2001年，以舞蹈演员身份参加中央电视台春节联欢晚会 。
2011年，随同《恋爱的犀牛》话剧组受邀在澳大利亚的城市阿德莱德、布里斯班和墨尔本进行演出[24-25] ；同年，在杨婷执导，孟京辉任艺术总监的话剧《新娘》中扮演执着于爱情的秘书小姐溪溪[26-27] 。
2012年，主演娄烨执导的电影《浮城谜事》，在片中出演“小三”桑琪 ，凭借该片获得第49届台湾电影金马奖最佳新演员[29-30] 、青年电影手册2010年华语年度最佳新演员 、第7届亚洲电影大奖最佳新演员[32-34] 、第13届华语电影传媒大奖最佳新演员[35-36] 和第10届亚洲沃克电影奖最佳新演员，共五项大奖 ，还提名了第13届华语电影传媒大奖最佳女配角 ；同年，出演高群书导演的犯罪喜剧电影《神探亨特张》[38-39] ；同年，与郭京飞、孔维主演职场喜剧爱情电影《小鱼吃大鱼》[40-41] 。
2014年，在李幼斌、于小慧主演的都市剧《爱的保镖》中饰演孙铁铮[42-43] ；同年，搭档朱雨辰、郭京飞主演中国首部约会宝典式轻喜剧《约会专家》[44-45] ；9月，参演爱情喜剧电影《坏姐姐之拆婚联盟》，在片中饰演性格奔放大大咧咧的婚礼策划师李水果 。
2015年4月24日，主演的青春爱情电影《万物生长》上映，在片扮演的白露是韩庚的同学兼女友，标准的处女座，一丝不苟、控制欲强[47-49] ；同年，主演高群书执导的谍战剧《父亲的身份》[50-52] ；12月，在北京拍摄都市情感剧《嘿，孩子！》[53-55] 。
2016年2月1日，客串出演的贺岁喜剧电影《过年好》上映 ；3月，参加2016年巴黎秋冬时装周[57-58] ；4月，参演文艺爱情电影《没有别的爱》；11月4日，参演刘雨霖执导的剧情电影《一句顶一万句》上映，在片中饰演蒋九的妻子赵欣婷 ；11月11日，参演的励志青春电影《减法人生》上映，在片中饰演食厨房学员[60-61] ；12月，主演马进执导都市情感剧《春风十里，不如你》，在剧中饰演风情万种、洒脱独立的妇产科主任医生柳青 。
齐溪
2018年1月，参演关锦鹏执导的爱情电影《八个女人一台戏》 。
2019年，搭档雷佳音、汤唯主演薛晓路执导的电影《吹哨人》 ；同年，搭档王传君主演电影《莫尔道嘎》 ；同年，主演孟京辉导演执导的话剧《茶馆》 。
2020年，由贾樟柯监制、宋方导演、齐溪主演的电影《平静》入围第70届柏林电影节Forum单元，是唯一入围该单元的中国电影，并获得该单元CICAE艺术电影奖，齐溪在影片中饰演女性纪录片工作者林同 ；同年，首发单曲《哪天不漫长》 ；6月，由其主演、黄志明监制，陈卓执导，根据东野圭吾小说改编的国产电影《彷徨之刃》在重庆开机 ；6月9日，由五百执导、齐溪等主演的跨时间追凶设定的悬疑剧《在劫难逃》曝光“时间梦境”版预告与“时间追凶”版海报 ；8月13日，王千源、王景春、齐溪等主演的电影《彷徨之刃》在官方微博首曝剧照并正式宣布杀青 ；11月10日，国内首部女性独白剧《听见她说》官宣阵容，白百何、郝蕾、齐溪、王智、奚美娟、杨紫、咏梅、杨幂分别加入8集单元剧演出 ；11月17日，齐溪主演的《魔镜》单元上线，该单元由孙悦编剧、齐溪主演 。
2021年3月20日，主演的古装历史剧《大宋宫词》开播，在剧中饰演郭清漪 。9月19日，主演的电影《如果有一天我将会离开你》在北京进行了亚洲首映。
2021年，主演的电影《奇迹》宣布定档2022年大年初一。
2012年9月28日，齐溪与宋宁（宋宁峰）与在北京举行婚礼。婚礼司仪由央主持人王翰涛担当，齐溪的恩师担任证婚人[71-72] 。
2019年9月15日晚，演员齐溪发文宣布与宋宁离婚，“时间给予的成长让我们都能抽身远望从前的自己，我从心底敬重宋先生。”
2017年8月，齐溪作为志愿者和黄磊一起为贫困家庭唇腭裂儿童筹款 。
齐溪是700多场《恋爱的犀牛》中明明的扮演者，是孟京辉眼里“最冷的明明”，高挑而清瘦，大大咧咧的贵州姑娘，在戛纳归来后多了些同龄人没有的恬淡，初涉影坛，在《浮城谜事》中的出色表演就让她在戛纳备受好评 。（搜狐娱乐评）
在电影《万物生长》中颜值不高，角色不讨喜，却以爆表的演技撑起半边天的齐溪，是电影中一个惊喜的亮点，除了“求倒霉”“求脱落”“床戏”“分手吵架”“倒避孕套”这些精彩戏份，最令观众印象深刻，过目不忘的便是众人皆知的“齐溪吃虾” 。齐溪的身上是能够散发出一种理想主义光彩的，这种理想主义并非不接地气或是大众意义上的文艺腔调，更类似于一种和娱乐圈绝缘的率真：自由表达，不争不抢 。（网易娱乐评）
不论是在早年作品《浮城谜事》《万物生长》，还是近期的《地久天长》等作品中，齐溪饰演的角色都是既有魄力又有点拧巴的类型，这似乎也形成了齐溪自己的一条风格鲜明的表演路。不管外界如何评判，齐溪自己却是不太想限定自我的表演风格。（南都娱乐周刊评）
