周冬雨出生于石家庄市的一个普通家庭，儿时曾练习体操，12岁时还进入了石家庄市体操队 。
2010年，周冬雨由于拍摄电影《山楂树之恋》没有参加当年的高考。2011年，她受张艺谋导演的推荐，报考了北京电影学院表演系，最终也凭借个人努力如愿考上了北京电影学院表演系本科班[33-35] 。
周冬雨二提中国电影金鸡奖最佳女主角奖
2011年2月2日，周冬雨首登央视春晚的舞台，与窦骁演唱歌曲《回家过年》和《小草》，其中开场歌舞《回家过年》在央视官网“我最喜爱的春晚节目”歌舞类中稳居榜首[44-45] ；6月10日，友情客串的历史题材片《湘江北去》上映，她在片中饰演毛泽东的第一任妻子革命先烈杨开慧 ；12月22日，主演了由香港导演黄真真执导的爱情电影《倾城之泪》，她在片中饰演罹患骨癌的美丽少女给力妹 。
2014年4月25日，由其主演的青春爱情电影《同桌的你》公映，她在片中挑战17岁的年龄跨度，饰演文静秀气的转校生周小栀，该片最终内地收获4.56亿元票房成绩 ，而周冬雨不但成为首个主演单片票房过4亿的90后女星，更是凭借在片中的表现获得第15届华语电影传媒大奖年度最受瞩目女演员奖 ；9月30日，主演由宁浩执导的暴走喜剧电影《心花路放》上映，她首次突破清纯形象挑战杀马特，出演内心善良单纯的发廊妹周丽娟，该片最终以11.67亿元的票房成绩收官[52-54] 。
2018年1月28日，周冬雨作为国宝良渚文化玉琮的守护人亮相CCTV3大型文博探索节目《国家宝藏》[93-94] ；2月18日，周冬雨受邀出席第71届英国电影学院奖颁奖典礼 ；4月28日，由周冬雨领衔主演、刘若英执导的青春文艺电影《后来的我们》上映，该片中国内地上映五天票房破10亿元，最终内地票房13.6亿元，周冬雨凭借该电影获得第18届华语电影传媒大奖最受欢迎演员奖并提名第32届中国电影金鸡奖最佳女主角奖[15-18] [96-97] ；6月22日，中国长春电影节组委会宣布周冬雨与成龙一起担任第14届中国长春电影节形象大使 ；12月21日，由周冬雨特别出演的古装动作喜剧电影《武林怪兽》全国上映[99-100] 。
2020年1月24日，周冬雨参加2020年中央广播电视总台春节联欢晚会，并与马思纯等合唱歌曲《你好2020》[129-130] ；8月27日，以排名第3位列入2020福布斯中国名人榜 ；9月，周冬雨获得新中国成立70周年新时代国际电影节全国十佳电影女演员 ；10月16日，担任第七届丝绸之路国际电影节青年大使 ；10月24日，周冬雨参演中央广播电视总台英雄儿女——纪念中国人民志愿军抗美援朝出国作战70周年文艺晚会，整台晚会采用家国同构的创作方法，通过周冬雨和贾乃亮扮演的小两口这条戏剧线贯穿晚会四个段落 ；12月10日，与李易峰合作出演的推广短片《谈不了的恋爱》上映 。
2021年2月11日，参加2021年中央广播电视总台春节联欢晚会，与成龙、李玟等演唱歌曲《明天会更好》 ；3月2日，主演由陈道明担任总策划、黄渤担任监制的抗疫电影《没有一个春天不会来临》 ；3月21日，主演的电影《朝云暮雨》开机 ；5月28日，参演的电影《迷妹罗曼史》上映 ；6月17日，与许凯领衔主演的古装仙剑剧《千古玦尘》开播[133-134] ；11月10日，参加2021天猫双11狂欢夜，表演《远走高飞》 。12月24日，领衔主演的犯罪悬疑电影《平原上的火焰》全国上映，在片中饰演李斐[131-132] ；12月31日，特别友情出演的年度温暖电影《穿过寒冬拥抱你》全国上映，在片中饰演实习护士夏晓 。
2015年4月22日，周冬雨发表微博承认与男友田明鑫的恋情 。2016年1月10日，周冬雨证实已恢复单身 。
2019年6月19日，上海国际电影节官方公布周冬雨个人IPDongDuck×SIFF（即ShanghaiInternationalFilmFestival）的联名系列官方衍生品 。
担任FIRST青年电影展FIRST短片季评委
2012年2月20日，周冬雨受邀亮相伦敦时装周Burberry秋冬时装周头排看秀 ；6月1日，与百度知道“小桔灯”一同前往吉林省镇赉县新立小学捐赠书籍，她还为此专门购置大批文具 。
2013年，担任第九届中国（北京）国际园林博览会志愿者形象代言人 。
2014年7月，为“7·28世界肝炎日”拍摄公益微电影《十分之一的幸福》，意在普及民众对乙肝的认识，呼吁消除歧视共抗乙肝 。
2016年10月，周冬雨以公益大使的身份参与“尚·StyleStarDesign”项目的公益行动，并为杂志《时尚先生Esquire》拍摄公益特刊的封面，还拍摄了公益微电影《一个拥抱，爱让我们不孤单》，号召全社会关爱和帮助艾滋病儿童，用大家共同的力量给予儿童更多关爱 [230-231] ；11月24日，在韩红公布的为环卫工人捐款明细中，周冬雨为环卫工人捐款5万元 。
2018年1月12日，周冬雨参与演唱和拍摄由国家新闻出版广电总局电影局、中国电影频道联合出品的《光荣与梦想——我们的新时代》之音乐公益广告片《赞赞新时代》 ；2月17日，周冬雨第四次受Burberry官方邀请并以Burberry品牌形象大使的身份出席伦敦时装周头排看秀 ；5月4日，由周冬雨参与演唱、中宣部和团中央促进的中国梦歌曲《强国一代有我在》MV首播，该歌曲作为2018年代表曲目入选了改革开放40年献礼作品集[244-245] ；5月18日，周冬雨蜡像正式入驻北京杜莎夫人蜡像馆[246-247] ；9月8日，周冬雨作为第14届中国长春电影节形象大使出席闭幕式，点燃象征中国电影新力量的火炬并进行火种传递，象征着新时代的电影人将继承先辈的传统，以新时代的“摇篮精神”引领中国电影走向新的辉煌 ；9月13日，周冬雨作为全球风格论坛形象大使出席2018全球风格论坛，与数十位顶尖艺术家、建筑师、导演一起，以“有艺先行”为主题探讨城市的过去、当下与未来 ；10月12日，周冬雨当选为中国文艺志愿者协会理事，并出席其第二次全体代表大会，同时周冬雨也在会议上分享了其对文艺志愿工作的体会 ；10月13日，周冬雨出席2018芭莎明星慈善夜，并与马思纯一起共捐款70万人民币 ；12月28日，周冬雨作为优秀演员代表之一出席中国电影家协会第十次全国代表大会在京开幕仪式 。
2019年3月5日，周冬雨作为巾帼志愿者参加中央电视台学雷锋志愿服务主题宣传特别节目《文明之光志愿中国》，并表演朗诵《我就是雷锋》和歌曲《我们都是雷锋》 ；6月11日，周冬雨作为第22届上海国际电影节青年推广大使参演的“文明观影公益短片”发布，周冬雨呼吁观众文明观影 ；9月26日，周冬雨参与演唱的由中国青年报社、团中央网络影视中心、网易云音乐联合出品的《我和我的祖国》青春版MV正式上线，周冬雨与医护工作者一起演绎职业创造的生命奇迹 ；9月27日，周冬雨参演的由共青团中央出品、中国青年报·中青在线承制的新中国成立70周年献礼微电影《头条里的青春中国》正式上线，由周冬雨扮演的记者，出现在不同事件的第一现场，与这些重要人物进行对话，从而记录、报道他们的故事 ；10月28日，在“小小的追球”节目冰岛站中，周冬雨成功完成了减少碳排放挑战任务，获得了由驻冰岛大使金智健和冰促进局颁发的“冰岛环保旅行大使”称号 。
2020年1月29日，周冬雨通过壹基金平台向武汉新型冠状病毒感染的肺炎疫情捐款10万元 ；2月25日，中国绿发会为周冬雨颁发“中国生物多样性保护与绿色发展基金会宣传大使”荣誉证书[257-258] ；4月16日，参与“星力量健康助学行动”微博双话题传播活动，活动旨在传播卫生知识，开展健康教育，帮助乡村学校的卫生防护工作募集善款，为疫情中返校的乡村儿童筑起第一道健康防线 ；5月7日凌晨，某警察爆料周冬雨在他单位周围拍戏，遇到一位失忆走失的老人，并第一时间将老人送到警察局，保证了老人的安全 ；8月22日，周冬雨担任“渔阳里青年志愿服务大使”并获颁证书，同时为其拍摄宣传片，“渔阳里”团中央机关旧址纪念馆——见证了一代代团员青年的成长，唤起更多新时代青少年自强不息、奋发向上、不断追梦的精神 。
2021年6月9日消息，第24届上海电影节调整金爵奖主竞赛单元评委会名单公布，周冬雨新任该单元评委 ；7月，向河南暴雨灾区捐款200万元 。
周冬雨是一个非常有天赋、非常好的演员，第一次演谍战剧《麻雀》，对她也是一个尝试，她的表演是有力量的，内心是有张力的，她的职业生命力肯定是会比较长久的。（金琛导演评 ）
从《山楂树之恋》的青涩少女静秋，周冬雨一路在质疑中成长，而《七月与安生》的表演，则让她把叛逆矛盾的安生演绎的淋漓尽致。作为其初涉小荧屏的谍战剧《麻雀》，她则成功诠释了女主角徐碧城从菜鸟特工到革命战士的蜕变之路，在友情、爱情和革命事业中的挣扎、恐惧、无畏，她都通过眼神和动作上的细腻表达，很好地呈现了角色的内心，每一个转变都把握得恰当好处。（《南方人物周刊》评 ）
周冬雨是一个非常有天赋并且非常努力的好演员，哭戏一流，她流泪的时候内心有丰富的层次，她天生就是为大银幕而生！十年时间，张艺谋拍《山楂树之恋》时他对周冬雨的评价已经得到时间的验证和观众对她的肯定与认可。她独特而灵动的表演充满惊喜，相信她身上的潜质能成为中国电影未来的希望。（张艺谋导演在周冬雨出道十年后再评周冬雨[316-318] ）
