早年經曆
1983年，桂綸鎂出生在台灣。從小她便開始學習芭蕾舞表演，在就讀于薇閣高中期間桂綸鎂開始擔任學校戲劇表演活動的組織者，在讀高二時她還是學校熱舞社的成員。
演藝經曆
2002年，一次偶然的機會讓還是一名高中生的桂綸鎂被正在尋找自己電影女主角的易智言導演發現，在經過一系列表演課程的培訓之後，桂綸鎂順理成章的在與陳柏霖搭檔主演的青春愛情片《藍色大門》中飾演了女主角孟克柔，而她也由此開始了個人的演藝生涯。
2003年，桂綸鎂客串出演了由梁朝偉、楊千嬅主演，根據幾米同名漫畫改編的都市言情片《地下鐵》。
2005年，桂綸鎂與戴立忍搭檔主演了以台北故宮博物院為題材的劇情片《經過》，片中她飾演了台北故宮助理研究員阿靜。
2006年，桂綸鎂完成個人首部電視劇作品，她與黃河、關勇、李烈共同出演了校園話題劇《危險心靈》，并在劇中飾演了問題女學生艾莉；11月，她還擔任了台灣國際影視博覽會的影視大使，并為博覽會拍攝了宣傳海報。
2007年，桂綸鎂出演了周傑倫自導自演的愛情奇幻片《不能說的秘密》，片中桂綸鎂飾演了清新脫俗的神秘少女路小雨，桂綸鎂也因此而被更多的觀衆所熟知；同年，桂綸鎂還出演了浪漫愛情片《最遙遠的距離》，并 在片中飾演了清純可人的女主角小雲。
2008年，桂綸鎂先是與周迅、張雨绮聯袂主演了由徐克執導的愛情喜劇片《女人不壞》，片中桂綸鎂飾演了隻愛虛拟情人的搖滾女孩鐵菱，這部戲也使得桂綸鎂在華語影壇獲得了更多的發展空間；之後，桂綸鎂又與張震、戴立忍合作主演了劇情片《停車》；同年，桂綸鎂還與藍正龍、林佑威、鄭有傑共同主演了都市偶像劇《波麗士大人》，并在劇中飾演了性格内向的女主角黃方儀；此外，桂綸鎂還出演了劇情短片《阖家觀賞》。
2010年，桂綸鎂先是與張翰、林辰唏、中孝介合作主演了都市愛情片《第36個故事》，并在片中飾演了喜歡咖啡與甜點的咖啡店女孩朵兒；之後，桂綸鎂又與謝霆鋒、張家輝、陸毅共同主演了動作警匪片《線人》，桂綸鎂在片中與陸毅搭檔飾演一對黑幫夫妻；同年5月，桂綸鎂又受邀擔任了台北電影節的宣傳大使，并為電影節拍攝了一部3D短片；此外，桂綸鎂還與李連傑、文章合作主演了都市文藝片《海洋天堂》，片中桂綸鎂飾演了四處漂泊的馬戲團女孩玲玲。
2011年，桂綸鎂與李連傑、周迅、陳坤聯袂主演了由徐克執導3D武俠冒險片《龍門飛甲》，桂綸鎂在片中飾演了妖娆性感的布噜嘟，這也是桂綸鎂首次出演的古裝武俠角色；同年6月，桂綸鎂還受邀擔任了上海電影節亞洲新人獎的評審；随後，桂綸鎂又與陳坤、梁詠琪、江一燕合作主演了根據網絡小說《你肩膀上有蝴蝶嗎？》改編的奇幻愛情片《肩上蝶》，桂綸鎂在片中飾演了勇敢追求愛情的女主角白蘭；同年，桂綸鎂還與郭富城、陳奕迅、劉若英、Angelababy共同主演了現代愛情片《全球熱戀》，并在片中飾演了因愛情打擊患上潔癖強迫症的女主角Lily；此外，桂綸鎂還客串出演了言情片《星空》。
2012年，桂綸鎂與張孝全搭檔主演了都市愛情片《女朋友·男朋友》，并在片中飾演了看似粗魯卻内心纖細的女主角林美寶，桂綸鎂也憑借此角色獲得了第49屆台灣電影金馬獎最佳女主角獎和第55屆亞太影展最佳女主角獎的雙影後殊榮。
2013年，桂綸鎂受邀擔任第15屆台北電影節評委；同年，與郭富城、夏雨、張震聯袂主演了懸疑劇情片《聖誕玫瑰》，在片中飾演身患殘疾且擁有複雜身世的鋼琴教師李靜，桂綸鎂憑借此角色再次獲得了台灣電影金馬獎最佳女主角提名；同年，桂綸鎂還與廖凡、王學兵合作主演了愛情懸疑片《白日焰火》，并在片中飾演了亦正亦邪的女主角吳志貞，該片獲得第64屆柏林國際電影節金熊獎；此外，桂綸鎂與孫紅雷搭檔主演了年代愛情片《觸不可及》，在片中飾演性情溫婉卻又為愛癡狂的女主角甯待。
2014年，桂綸鎂憑借《白日焰火》相繼獲得了第21屆北京大學生電影節最受歡迎女演員獎和最佳女主角提名；第12屆中國長春電影節最佳女主角提名；并連續第三次獲得了台灣電影金馬獎最佳女主角提名；随後，她還出演了現代劇情片《天涯知己》，并在片中飾演了女主角Vicky；8月15日，桂綸鎂受邀擔任台灣電影金馬獎形象宣傳大使。
2015年，桂綸鎂主演了郭承衢的長片電影處女作《德布西森林》；同年，她還與多位影人共同擔任了第52屆台灣電影金馬獎的評委。
2016年，桂綸鎂主演了奇幻喜劇片《美好的意外》，她在片中飾演的律師李雨燃原本高傲冷酷、我行我素，卻在一次意外車禍之後體驗了七天不一樣的人生，繼而重新審視了自我；同年，與周迅、湯唯、劉若英合唱的歌曲《我要你好好的》獲得了全球流行音樂金榜年度20大金曲獎。
2017年，桂綸鎂與陳學冬、張孝全、蔣夢婕聯袂主演了反電信詐騙電影《巨額來電》，她在片中則飾演幹練性感、手段殘酷的詐騙集團核心人物劉麗芳。
2018年，桂綸鎂與胡歌、廖凡、萬茜聯袂主演了現代劇情片《南方車站的聚會》。2020年11月，桂綸鎂與楊佑甯搭檔主演的現代劇情片《腿》在台北金馬影展首映，而她也憑借該片獲得了第57屆台灣電影金馬獎最佳女主角提名。
個人生活
高中畢業後，在同時考上台北藝大戲劇系和淡江大學法文系的情況下，桂綸鎂最終選擇了淡江大學法語文學系。2004年，她被選為交換生前往法國裡昂第三大學留學深造。生活中的桂綸鎂是一個非常喜歡讀書的人，甚至有時候還會逼自己去寫作，對于她而言，閱讀、書寫和電影表演一樣，都是讓她找到與自己溝通的方式，所以她有時候也會給自己專門立題目寫作。
主要作品
參演電影
參演電視劇
音樂專輯
音樂單曲
參演MV
社會活動
2007年4月18日，桂綸鎂擔任了财團法人基金會反盜版大使。
2008年3月，桂綸鎂擔任了家扶基金會國外貧童認養計劃代言人；同年，桂綸鎂還出任了關懷巴掌仙子（早産兒）公益活動代言人。
2009年12月2日，桂綸鎂擔任了環保倡導活動代言人，以“白紙”裹身俏麗扮演環保精靈，出席“飲料紙盒回收再利用“記者會。
獲獎記錄
人物評價
從出演電影《不能說的秘密》開始，桂綸鎂就給人一種清新自然的鄰家女孩感覺，然而私底下的桂綸鎂卻是一個勇于挑戰适應能力很強的人。（廣州日報評）
桂綸鎂是一個非常優秀的女演員，她在拍戲的時候既沉溺于角色又能夠做到情緒到位，而且她在與任何演員合作對手戲時都能和對方達成很好的默契。（金鷹網評）
一部《藍色大門》讓純真倔強的桂綸鎂成為了台灣小清新女演員的代言人，清湯挂面，純過蒸餾水的氧氣小美女，是許多人對她的印象，桂綸鎂不見得是個帶給人驚豔的女生，但她的氣質卻總是能吸引住旁人的眼光，雖然說不出那是什麼，但在她閃亮有力的眼神當中總能看到一顆企圖心，而無論是她穿着校服彈奏鋼琴，還是戴着耳機閉眼傾聽，都已成為了文藝小清新的經典畫面。（網易娛樂評）
