郭碧婷出生在台北市的一个中产阶级家庭，她是家中三个女儿中的长女，因此也受到了父母和家人的特别保护。童年时期的她喜欢画画，甚至一度痴迷到荒废学业，最后只好打住。
小学时期的郭碧婷则酷爱足球，且是全台第一名小学女子足球队的右翼队员。但因父母希望她能够更加漂亮、优雅，郭碧婷不得不放弃了自己的足球梦想。并在父母的安排下进入台北市静修女中就国中部就读。
那段时间，因为语言逻辑方面的小障碍使她和同学的沟通并不顺利，因此她的性格也变得愈发安静，直到认识了一位好闺蜜，才帮她克服了语言逻辑的小障碍。
高中毕业时，在那位好闺蜜的推荐和鼓励下，郭碧婷鼓起勇气参加了一个在西门町举办的美少女选秀比赛，她也因此被经纪人发现而进入演艺圈发展。
2002年，郭碧婷因参加一个在台北西门町举办的美少女选秀比赛而踏入娱乐圈。此后，郭碧婷主要担任《BEAUTY》、《RAY》等时尚杂志的平面模特，以及拍摄了众多的电视和平面广告，而她也因此逐渐在台湾平面广告界崭露头角。
2003年，郭碧婷担任了陈奕迅《圣诞结》音乐录影带的女主角，之后，她又相继参与了孙燕姿、萧敬腾、王力宏等歌手音乐录影带的拍摄。
2004年，郭碧婷与五月天搭档拍摄了某金饰品牌广告，并担任了其《超人》音乐录影带的女主角；随后，郭碧婷又在五月天台北演唱会上与阿信携手演出了《相信》，这一系列的合作也使她赢得了颇高的曝光度。
2006年，郭碧婷出演了自己的第一部影视剧，在内地年代电视剧《金色年华》里饰演富家千金女许曼丽。
2007年，郭碧婷又出演了她的银幕处女作，在与张孝全合作的电影《沉睡的青春》里饰演追求自由的女孩徐青青，之后一段时间因为没有适合自己的角色以及其它工作的需要郭碧婷在戏剧表演方面有所沉寂。
2008年，郭碧婷接拍了《益达口香糖便利店》广告，并因在片中饰演清新甜美的邻家女孩而赢得了更高的询问度，同时也让她得到了“益达女孩”的称号。
2009年，郭碧婷受邀参加了湖南卫视娱乐脱口秀《天天向上》的广告红人特辑，而这也让更多的内地观众知道了她的名字；同年，她还参加了江苏卫视综艺节目《周末不加班》的MV红人特辑。
2010年，郭碧婷回归大银幕，在台湾首部以动物为题材的电影《街角的小王子》里出演腼腆内向的美术系学生叶筱静。
2011年，郭碧婷出演了进军内地大银幕的首部作品，在青春励志电影《假如没有你》出演女主角安楚儿。该片由青年导演杨昆荣执导，原浙江省戏剧家协会副主席吕建华先生耗时三年取材，根据真人故事改编而成。
2012年，郭碧婷还出演了自己的第一个古装角色，在内地武侠剧《新保镖之翡翠娃娃》里饰演长风镖局的大小姐程采玉。随后，郭碧婷还出演了励志微电影《枫树街33号》；同年10月，郭碧婷开始参与根据郭敬明同名小说改编并由他自编自导的《小时代》系列电影的拍摄工作。
2013年，是让更多中国观众熟悉郭碧婷的一年，在由郭敬明同名小说改编及亲自编剧及执导的电影《小时代》和《小时代：青木时代》里，郭碧婷饰演命运多舛的南湘。此角色也让郭碧婷获得了“BQ江南红人榜”年度电影新演员和乐视盛典年度电影新锐女演员两个奖项。同年，郭碧婷还与段奕宏、戴立忍、刘雅瑟合作主演了内地首部3D爱情电影《爱情进化论》，并在片中饰演了安安；此外，郭碧婷还获得了首届明星街拍盛典年度最佳街拍形象奖。
2014年，郭碧婷除了继续在郭敬明执导的青春片《小时代：刺金时代》中出演南湘之外；郭碧婷又与杨佑宁、胡宇崴、郭采洁联袂主演了年代情感片《风中家族》；随后，郭碧婷还主演了电影版《咱们结婚吧》；同年，郭碧婷还在与李敏镐搭档主演的爱情微剧《一线钟情》中饰演了温柔美丽的女主角玲玲。
2015年，郭碧婷与金世佳搭档主演了都市时尚宠物剧《神犬小七》；8月15日晚21：10，东方卫视与华录百纳、蓝色火焰联合打造的明星时尚跨界真人秀《女神新装》迎来首次淘汰赛，郭碧婷以2100万的高价再次刷新竞价记录夺取冠军。
2016年，郭碧婷与郑恺搭档主演了近代人物传奇剧《国士无双黄飞鸿》，并在剧中饰演了不喜红妆爱武装且对爱不离不弃的女主角莫桂兰（十三姨）；随后，郭碧婷与任言恺、李贤宰等人联袂主演的都市时尚励志剧《极品模王》上线播出，同时郭碧婷还演唱了该剧的宣传曲《最浪漫的事》，而这也是其演艺生涯的首支个人单曲。同年4月，郭碧婷与冯绍峰搭档主演了都市玄幻爱情剧《那片星空那片海》，并在剧中饰演了倔强坚强的美丽少女沈螺；同年7月，她还与胜利、张亮合作主演了爱情魔幻喜剧片《宇爱同游》；同年11月，郭碧婷开始继续主演《那片星空那片海第二季》。
2017年，参加综艺节目《快乐大本营》。2018年3月2日，参演的电影《宇宙有爱浪漫同游》上映。4月25日，参加的综艺节目《我们在行动》第九期播出。8月，参加综艺节目《明星健身房2》。11月23日，参加大型亲子代际相处真人秀《最美的时光》。12月21日，参演的电影《武林怪兽》上映，在剧中饰演冷冰冰。
2019年，凭借《武林怪兽》入围第10届中国电影金扫帚奖第四季最令人失望女演员名单。2月16日，参演的电视剧《魂囚西门》在中国台湾播出，在剧中饰演苏玛丽。7月6日，参加的综艺节目《我家小两口》在湖南卫视播出。8月，加盟综艺节目《女儿们的恋爱》第二季。12月18日，获第八届“搜狐时尚盛典”年度人气女明星奖。
2020年，主演的科幻悬疑电影《机械画皮》定档在爱奇艺上映，在剧中饰演苏辛。
机械画皮2020-06-24 饰演苏辛/机器人苏辛 导演张楠 主演段博文、刘仪伟、米咪
武林怪兽2018-12-21 饰演冷冰冰 导演刘伟强 主演古天乐、陈学冬、周冬雨、包贝尔
宇宙有爱浪漫同游2018-03-02 饰演Tina 导演Andrea Klarin 主演胜利、张亮、白冰
小时代4：灵魂尽头2015-07-09 饰演南湘 导演郭敬明 主演杨幂、郭采洁、谢依霖
对风说爱你2015-06-26 饰演邱香 导演王童 主演郭采洁、杨佑宁、胡宇崴
咱们结婚吧2015-04-02 饰演文艺 导演刘江 主演李晨、高圆圆、陈意涵
爱情进化论2014-08-15 饰演安安 导演刘荣艳 主演段奕宏、戴立忍、刘雅瑟
小时代3：刺金时代2014-07-17 饰演南湘 导演郭敬明 主演杨幂、郭采洁、锦荣
小时代2：青木时代2013-08-08 饰演南湘 导演郭敬明 主演杨幂、郭采洁、凤小岳
小时代2013-06-27 饰演南湘 导演郭敬明 主演杨幂、郭采洁、陈学冬
魂囚西门2019-02-16 饰演洪玉玫 导演谢庭菡 主演萧敬腾、郑宜农、谢盈萱
国士无双黄飞鸿2017-12-05 饰演莫桂兰 导演钟少雄、郑伟文 主演郑恺、吕良伟、海陆
那片星空那片海22017-10-18 饰演陆漓 导演卫翰韬 主演冯绍峰、刘萌萌、王阳明
那片星空那片海2017-02-06 饰演沈螺 导演卫翰韬 主演冯绍峰、李子峰、黄明
极品模王2016-01-23 饰演仙儿 导演李伯恩 主演任言恺、李贤宰、屈菁菁
神犬小七2015-08-09 饰演丁涵 导演王小列 主演金世佳、王煜、刘潺
新保镖之翡翠娃娃2013-01-27 饰演程采玉 导演范秀明 主演成勋、白静、陈国坤
金色年华2006-08-07 饰演许曼丽 导演李大为 主演蓝正龙、黄圣依、严屹宽
2018 移动视频风云盛典年度影视风云人物 （获奖）
2014 乐视星月榜样盛典年度最受欢迎人气演员 （获奖）
2013 第4届乐视盛典年度电影新锐女演员 （获奖）
2013 BQ江南红人榜年度电影新演员 （获奖）
2019 第8届搜狐时尚盛典年度人气女明星 （获奖）
2018 小资风尚盛典年度风尚女艺人 （获奖）
2017 风尚大赏年度最具影响力风尚女演员 （获奖）
2017 第5届瑞丽美容大赏年度最具魅力女艺人奖 （获奖）
2015 时尚COSMO美丽盛典年度美丽偶像大奖 （获奖）
2015 中国城市时尚盛典最佳跨界突破人物 （获奖）
2015 第12届年度先生盛典年度最受欢迎女艺人 （获奖）
2013 第1届明星街拍盛典年度最佳街拍形象奖 （获奖）
2019 LikeTCCAsia中国百大最美面孔第八十四位 （提名）
热爱自然，喜爱安静生活，没有什么浮夸，也没有什么折腾，从益达女孩到南湘，郭碧婷一直是人们心中的一个美丽印记，给人一种水过也留痕的感觉，而在她永远如小鹿般的纯净眼神里，则投射出了纵然这世界有诸多的纷扰，她也只愿安静的待在自己小世界里的纯净气质，也正是这种安静文艺的气质，使大众对其印象深刻，而她那一头飘然的青丝更诠释了典雅的意义和自己淡雅如茶的风格（中国日报网、金鹰网评）。
柔柔弱弱、文文静静是郭碧婷留给外界的印象。因出演益达广告，郭碧婷得名“益达女孩”。而《小时代》系列电影则进一步提升了郭碧婷的人气和曝光度，让她一跃成为众人心中的女神。飘逸的长发、精致的五官、少言寡语的个性都是她吸引人的重要因素，而独特自然、美丽惊艳的她，更有着慢半拍的静谧和优雅的淑女范儿（中国台湾网、新浪网评）。
郭碧婷清新大气的美貌毋庸置疑，但这个表面文静、内心倔强的女孩却有着一股想要突破形象的倔劲，并用踏实的努力鉴证着自己的进步，也赢得了很多曾经质疑者的掌声。而其在电视剧《神犬小七》中温暖自然的表演，则让更多的电视观众进一步认识了这个面容精致，演技越发纯熟的美丽女演员。郭碧婷也以从容大气的姿态，用不到两年的时间，完成了从“清新妹花”到“收视冠军剧女主角”的华丽转身（新华网、腾讯网评）。
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