她1992年1月31日生於石家莊市的一個普通家庭， 兒時曾練習體操， 12歲時還進入了石家莊市體操隊。 亭亭玉立的身材就是小時候打下的良好基礎。
2010年， 周冬雨由於拍攝電影《山楂樹之戀》沒有參加當年的高考。 2011年， 她受張藝謀導演的推薦， 報考了北京電影學院表演系， 最終也憑藉個人努力如願考上了北京電影學院表演系本科班。 並憑藉此片獲得第14屆中國電影華表獎優秀新人女演員獎、第56屆西班牙巴利亞多利德國際電影節最佳女演員等多個獎項。
2013， 由其主演的古裝愛情電影《宮鎖沉香》上映， 周冬雨憑藉在片中飾演善良單純的十三福晉兆佳沉香獲得第八屆BQ紅人榜年度突破演員及第四屆樂視盛典年度電影最受歡迎女演員。
2014， 由其主演的青春愛情電影《同桌的你》公映， 她在片中挑戰17歲的年齡跨度， 飾演文靜秀氣的轉校生周小梔， 該片最終內地收穫4.56億票房成績， 而周冬雨不但成為首個主演單片票房過4億的90後女星， 更是憑藉在片中的表現獲得第15屆華語電影傳媒大獎年度最受矚目女演員獎
2016年主演青春愛情電影《七月與安生》， 她在片中飾演放浪不羈且自我的李安生， 該片上映後中國內地票房超1.62億， 周冬雨憑藉其獲得第53屆臺灣電影金馬獎最佳女主角，而她也成為首位90後金馬獎影后。
從《山楂樹之戀》的青澀少女靜秋，周冬雨一路在質疑中成長，而《七月與安生》的表演，則讓她把叛逆矛盾的安生演繹的淋漓盡致。一個有天賦的演員，表演很有力量，內心很有張力，肯定是一位生命力很長的演員。
周冬雨憑藉其獲得第53屆臺灣電影金馬獎最佳女主角，而她也成為首位90後金馬獎影后。
從《山楂樹之戀》的青澀少女靜秋，周冬雨一路在質疑中成長，而《七月與安生》的表演，則讓她把叛逆矛盾的安生演繹的淋漓盡致。一個有天賦的演員，表演很有力量，內心很有張力，肯定是一位生命力很長的演員。