秦海璐从小第一件喜欢的事情是舞蹈，小时候她和姐姐秦楠都在同一间托儿所，姐姐上大班她上小班，大班的孩子在前面跳舞，她看姐姐跳得好看，自己也在后面学着跳。
海璐出身文艺家庭，爸爸当时是营口某电影院经理，妈妈是文工团成员。既然家里有这个氛围，父母自然也鼓励女儿往艺术方面发展，上小学时她先是在营口市的青少年宫学舞蹈，到了5年级后，她考入了营口市青年京剧团。
1990年，秦海璐考入营口市戏曲学校，学习京剧专业，主攻刀马花旦。
1995年，辽宁省组织少年友好交流访问团到日本演出，17岁的海璐带着她的京剧《天女散花》访问日本26个城市，连演40余场，并且使用了14米的长绸。
1996年，秦海璐考入中央戏剧学院表演系，学习舞台剧。
2000年，秦海璐考入中央实验话剧院，她凭借陈果执导的电影《榴莲飘飘》获得第57届威尼斯国际电影节最佳女主角提名，并最终获得台湾电影金马奖最佳新人及最佳女主角、中国香港电影评论学会奖、香港电影金紫荆奖最佳女主角以及香港电影金像奖最佳新人奖。
2002年，又因电影《像鸡毛一样飞》获得瑞士洛伽诺电影节特别嘉许奖。
2004年，她主演的电影《冬至》又入围东京国际电影节和韩国釜山电影节。
2005年，秦海璐把工作范畴拓展到音乐，签约SONY BMG唱片公司。发行了第一张个人音乐专集《幸福回味》。
2007年，她又以电影《父子》入选香港电影评论学会最佳女演员。同年，秦海璐签约华纳唱片公司，发行了第二张个人专辑《单行线》及同名短片。时隔多年再次登上话剧舞台的秦海璐主演的话剧《红玫瑰与白玫瑰》也于该年创下国内话剧票房纪录，她也因此荣获由文化部颁发的国家院团展演优秀表演奖。
2010年，在秦海璐策划电影《爱情36计》并客串演出，她在片中的表演串联起整个故事。同年，秦海璐在话剧《四世同堂》中扮演经典角色“大赤包”，该剧开了内地排练台湾首演的先例。
2011年，和刘德华、叶德娴合作演出《桃姐》，该片入围威尼斯电影节并代表香港参选奥斯卡最佳外语片。同年由她出品并主演的电影《钢的琴》在业内受到好评，秦海璐也凭借电影中的表演入围多个电影节并获得纽约中国电影节杰出艺人奖和上海电影节传媒大奖。《桃姐》、《钢的琴》同另一部由她参与编剧并主演的电影《到阜阳600里》共同入围当年的台湾电影金马奖，她也凭借《到阜阳600里》获得第48届台湾电影金马奖最佳原著剧本奖。
2013年，和陆毅合作演出《假如生活欺骗了你》，以上世纪80年代为背景，通过展现三段不同模式的中国式婚姻，揭示当代“围城”背后的苦与乐。同年，由她主演的电影《青春派》入围上海电影节。这一年，秦海璐还参演了多部导演作品，吴宇森的《太平轮》，王小帅的《闯入者》，张婉婷、罗启瑞的《三城记》。”4月，秦海璐和导演田沁鑫再度联手，将李碧华小说《青蛇》搬上话剧舞台，该剧为香港艺术节委约作品。这也是二人继《红玫瑰与白玫瑰》、《四世同堂》之后的再度合作。秦海璐因其在话剧《四世同堂》中的演出获得本年度金狮奖演员奖。
2014年，《青蛇》作为中国代表剧目参加“2014国际戏剧节”，在华盛顿肯尼迪艺术节上演4场。年底，秦海璐主演的由郑晓龙导演的莫言经典作品改编《红高粱》播出，戏中秦海璐与周迅的“宅斗”戏引起了广泛讨论。
2015年，秦海璐凭借《红高粱》，获得第21届上海电视节白玉兰最佳女配角奖。同年主演的温情励志时尚大戏《妈妈向前冲》将于7月5日登陆山东卫视播出，与郭晓东、胡兵合作。在这部剧中饰演事业有成、家庭美满的女强人“汪晴”一角。12月主演美食情感剧《女人花似梦》。
2016年，主演温情励志时尚大戏《妈妈向前冲冲冲》；出演翻拍自韩国惊悚电影《捉迷藏》；5月13日，主演的喜剧爱情电影《购物女王》上映；同年，参加北京卫视明星真人秀《跨界歌王》的比赛，获得最佳表现奖；同年，参演都市感情剧《女不强大天不容》，饰演银行职员“徐文珺”。
2017年，秦海璐受邀出席第20届上海国际电影节电影项目创投颁奖礼，以导演身份亮相上影节多项活动的她，在颁奖礼现场荣获了“最受关注项目”奖。同年，秦海璐受邀担任第54届台湾电影金马奖评审。
2018年，在中央电视台春节联欢晚会上，秦海璐与孙涛、王宏坤表演小品《提意见》；5月，出任第21届上海国际电影节金爵奖评委会主竞赛单元评委；9月28日，主演的情感剧《你迟到的许多年》在湖南卫视黄金档播出，在剧中她饰演在人生道路上几经起落的赵益勤一角。
2019年，与陈宝国主演的年代剧《老酒馆》首播；9月24日，李少飞执导的电视剧《我待生活如初恋》官宣主创阵容，秦海璐在剧中饰演手枪；11月，担任第41届开罗国际电影节主竞赛单元评委；11月6日，主演的《河山》在在北京卫视播出。
2020年，以“特邀创始人”的身份加盟腾讯视频能量女团成长综艺《创造营2020》；6月，以首发嘉宾的身份参加北京卫视音乐综艺节目《跨界歌王第五季》；9月16日，与王雷、张铎搭档主演了家庭都市剧《亲爱的，你在哪里》首播，在剧中饰演了女主角何雪琳；9月28日，与周一围、张智霖等合作主演电影《扫黑行动》开机；11月29日，与张嘉益、闫妮等主演的都市剧《装台》在CCTV-1和芒果TV播出；12月21日，监制并主演的电影《云水》上映，她在片中饰演女主角苏梅。
扫黑行动2021-1 饰演- 导演林德禄 主演周一围、张智霖
云水2020-12-21 饰演苏梅 导演曾赠 主演田雨、余皑磊、焦刚
捉迷藏2016-11-4 饰演苏红 导演刘杰 主演霍建华、万茜、春夏、董子健
购物女王2016-5-13 饰演陈美智 导演柳广辉 主演范逸臣、翁家明、包伟铭、徐洁儿
三城记2015-8-27 饰演仇肖玲 导演张婉婷、罗启锐 主演刘青云、汤唯、井柏然、黄觉
太平轮·彼岸2015-7-30 饰演夏珊 导演吴宇森 主演章子怡、金城武、宋慧乔、黄晓明
闯入者2015-4-30 饰演王璐 导演王小帅 主演吕中、冯远征、秦昊、石榴
太平轮（上）2014-12-2 饰演夏珊 导演吴宇森 主演金城武、章子怡、黄晓明、宋慧乔
京城81号2014-7-18 饰演心理医生 导演叶伟民 主演林心如、吴镇宇、杨祐宁、莫小棋
青春派2013-8-2 饰演撒老师 导演刘杰 主演董子健、安悦溪、咏梅、焦刚
圣诞玫瑰2013-5-24 饰演茗俊 导演杨采妮 主演郭富城、桂纶镁、夏雨、张震
101次求婚2013-2-12 饰演桃子 导演陈正道 主演黄渤、林志玲、高以翔、武田铁矢
桃姐2012-3-8 饰演蔡姑娘 导演许鞍华 主演刘德华、叶德娴、秦沛、王馥荔
真心话大冒险2012-2-14 饰演陶颖 导演马志宇 主演李威、孟丽、原雨、黄维德
到阜阳六百里2011-12-23 饰演曹俐 导演邓勇星 主演唐群、李彬彬、沈弈铨、方小月
钢的琴2011-7-15 饰演淑娴 导演张猛 主演王千源、张申英、周逵、田雨
爱情三十六计2010-11-9 饰演卢万华 导演吴兵 主演刘桦、田中千绘、陈晓东、孙兴
秋喜2009-10-13 饰演惠红莲 导演孙周 主演郭晓冬、孙淳、江一燕、王雅捷
我叫刘跃进2008-1-18 饰演马曼丽 导演马俪文 主演李易祥、刘信义、陈瑾、刘桦
我的教师生涯2007-9-4 饰演周敏 导演郑克洪 主演梁家辉、罗德元、黄小燕、何文超
爱情呼叫转移2007-2-8 饰演高菲 导演张建亚 主演徐峥、范冰冰、黄圣依、刘仪伟
怒放2007 饰演杨林 导演辛巨擘 主演田原、叶静、张炜迅、许凝
父子2006-11-30 饰演霞姐 导演谭家明 主演郭富城、杨采妮、吴澋滔、林熙蕾
卧虎2006-10-13 饰演苏菲 导演王光利、麦子善 主演吴镇宇、曾志伟、陈小春、苗侨伟
阿司匹林2006-2-8 饰演秦海璐 导演鄢颇 主演梅婷、潘石屹、宋宁峰、曹俊
塔克拉玛干2005-5-26 饰演雅丹 导演甄人 主演苏有朋、夏浚、戚钧、周赞韬
窒息2005-4-12 饰演玫子 导演张秉坚 主演葛优、李滨、李梦男、王宁
追击8月152004-8-19 饰演张琪 导演郑保瑞、马伟豪 主演郑中基、蔡卓妍、李霆锋、黄浩然
枪林恋曲2004-6-3 饰演华嫂 导演郑保瑞 主演陈奕迅、周丽淇、王志文、黄浩然
冬至2004-4-18 饰演小白菜 导演谢东燊 主演许亚军、胡靖钒、李葆、徐蕾
像鸡毛一样飞2002-9-3 饰演方芳 导演孟京辉 主演陈建斌、廖凡、陈明昊、气壳
停不了的爱2002-8-29 饰演璐 导演叶伟民 主演陈晓东、吴孟达、方子璇、张达明
榴莲飘飘2000-11-8 饰演阿燕 导演陈果 主演麦惠芬、白晓明、翁炜曜、杨美金
装台2020-11-29 导演李少飞 主演张嘉益、闫妮
亲爱的，你在哪里2020-9-15 饰演何雪琳 导演王迎 主演王雷、张铎、韩童生、范明
河山2019-11-06 饰演姜雅真 导演王新军 主演王新军、韩立、王文绮、李雪健
老酒馆2019-8-26 饰演谷三妹 导演刘江 主演陈宝国、冯雷、刘桦、程煜
十年阳光十年华2019 饰演阮钰 导演高升中 主演盛一伦、穆婷婷、王铭铎、潘辰
女人花似梦2019 饰演董意 导演马华干 主演丁一宇、李菲儿、金成奎、李心博
你迟到的许多年2018-09-28 饰演赵益勤 导演林柯 主演黄晓明、殷桃、曹炳琨、章贺
楼外楼2018-5-14 饰演李春贤 导演苏舟 主演张铎、叶璇、蒋毅、奚美娟
南方有乔木2018-3-25 饰演安宁 导演林妍 主演陈伟霆、白百何、李现、白冰
向幸福前进2017-11-20 饰演高丽华 导演周小刚 主演周小斌、陈小艺、王大治、刘敏涛
白鹿原2017-4-16 饰演仙草 导演刘进 主演张嘉译、何冰、刘佩琦、李洪涛
妈妈向前冲冲冲2016-9-5 饰演汪晴 导演罗灿然 主演郭晓东、江祖平、胡兵、刘庭羽
女不强大天不容2016-5-31 饰演徐文珺 导演余淳 主演海清、杜淳、张译、陈小艺
妈妈向前冲2015-1-1 饰演汪晴 导演张自强 主演郭晓东、胡兵、江祖平、陆昱霖
红高粱2014-10-27 饰演淑娴 导演郑晓龙 主演周迅、朱亚文、黄轩、于荣光
幸福稍后再播2014-10-20 饰演叶灵 导演林建龙 主演王新军、贾静雯、赵立新、张淼淼
假如生活欺骗了你2013-8-26 饰演程真真 导演姚晓峰 主演陆毅、吴越、耿乐、郭京飞
今夜天使降临2013-7-31 饰演凯瑟琳 导演杨阳 主演马苏、李小冉、刘涛、李晨
全家福2013-2-14 饰演刘翠兰 导演付宁 主演王茜华、张少华、霍青、苇青
光荣使命2012-12-29 饰演林海 导演陈浩威 主演王挺、韩雯雯、李光洁、李强
冬雪2012-6-8 饰演杨冬雪 导演田原鸿 主演吕颂贤、刘雪华、王思懿、刘丹
火流星2012-3-10 饰演刘香梅 导演陈浩威 主演王挺、李强、孙淳、牟凤彬
知足常乐2012-3-4 饰演孙菲 导演单联全 主演归亚蕾、孙涛、刘涛、侯天来
独立纵队2012-2-20 饰演李淑蔚 导演王响伟 主演王新军、李彩桦、许明虎、刘佩琦
天下无贼2012 饰演小上海 导演侯咏 主演聂远、原雨、邹涵虹、王晓龙
再过把瘾2011-11-25 饰演杜梅 导演叶京 主演黄勐、吴超、周颖、杨紫嫣
金陵秘事2011-11-14 饰演白燕燕 导演楼健 主演孙岩、修宗迪、曹海军、王全有
武则天秘史2011-11-5 饰演韩国夫人 导演澄丰 主演殷桃、刘晓庆、斯琴高娃、余少群
盘龙卧虎高山顶2011-4-3 饰演灯草 导演延艺 主演潘粤明、李欣汝、刘涛、王超
警察遇到兵2010-10-19 饰演罗妻 导演欧阳奋强 主演何政军、孙逊、赵亮、吴健
别怕 2006 《谁怜天下慈母心》片尾
新欢旧爱 2005 翻唱
牵手飞 2007 《女人花》插曲
天荒地老 2008 《谍影重重之上海》片尾
在水一方 2008 2008群英汇
哭砂 2009 《再过把瘾》片尾
2019 第22届上海国际电影节主竞赛单元-金爵奖 拂乡心 （提名）
2013 第16届上海国际电影节之第10届电影频道传媒大奖最佳女主角奖 青春派 （提名）
2011 第14届上海国际电影节之电影频道传媒大奖最佳女演员奖 钢的琴 （获奖）
2011 第28届中国电影金鸡奖最佳女主角奖 钢的琴 （提名）
2011 第14届中国电影华表奖优秀女演员奖 钢的琴 （提名）
2016 第35届香港电影金像奖最佳女配角奖 三城记 （提名）
2012 第31届香港电影金像奖最佳女配角奖 桃姐 （提名）
2001 第20届香港电影金像奖最佳女主角奖 榴莲飘飘 （提名）
2001 第20届香港电影金像奖最佳新人奖 榴莲飘飘 （获奖）
2011 第48届台湾电影金马奖最佳原著剧本奖 到阜阳六百里 （获奖）
2011 第48届台湾电影金马奖最佳女主角奖 钢的琴 （提名）
2001 第38届台湾电影金马奖最佳女主角奖 榴梿飘飘 （获奖）
2001 第38届台湾电影金马奖最佳新人奖 榴梿飘飘 （获奖）
2014 第12届中国长春电影节最佳女主角奖 青春派 （提名）
2014 第14届华语电影传媒大奖最佳女配角奖 青春派 （提名）
2012 第12届华语电影传媒大奖最佳女演员奖 钢的琴 （提名）
2012 第12届华语电影传媒大奖最佳女演员奖 到阜阳六百里 （提名）
2012 第12届华语电影传媒大奖最佳编剧奖 到阜阳六百里 （提名）
2010 第10届华语电影传媒大奖最具才华女演员奖 （提名）
2005 第5届华语电影传媒大奖最佳女配角奖 枪林恋曲 （提名）
2011 第18届北京大学生电影节最佳女演员奖 钢的琴 （提名）
2011 第18届北京大学生电影节最佳女演员奖 到阜阳600里 （提名）
2006 第13届香港电影评论学会大奖最佳女主角奖 父子 （提名）
2001 第7届香港电影评论学会大奖最佳女演员奖 榴莲飘飘 （获奖）
2014 第5届中国电影导演协会年度女演员奖 青春派 （提名）
2012 第3届中国电影导演协会年度女演员奖 钢的琴 （提名）
2018 第31届中国电视剧飞天奖优秀女演员奖 白鹿原 （提名）
2020 第26届上海电视节-白玉兰奖最佳女主角奖 老酒馆 （提名）
2018 第24届上海电视节-白玉兰奖最佳女主角奖 白鹿原 （提名）
2015 第21届上海电视节-白玉兰奖最佳女配角奖 红高粱 （获奖）
2014 第20届上海电视节-白玉兰奖最佳女演员奖 假如生活欺骗了你 （提名）
2019 第4届亚洲彩虹奖最佳电视剧女主角奖 白鹿原 （获奖）
2016 第3届亚洲彩虹奖电视类最佳女配角奖 红高粱 （获奖）
2019-10 第26届华鼎奖中国百强电视剧最佳女主角奖 老酒馆 （提名）
2013-09 第14届中国电影表演艺术学会金凤凰奖学会奖 青春派 （获奖）
2012-12 第14届中国话剧金狮奖优秀演员奖 四世同堂 （获奖）
2011-03 第2届壹戏剧大赏年度最佳女主角奖 四世同堂 （获奖）
2010-09 第2届纽约中国电影节亚洲艺人杰出奖 钢的琴 （获奖）
2001-12 第46届亚太电影节最佳女主角奖 像鸡毛一样飞 （提名）
2001-03 第6届香港电影金紫荆奖最佳女主角奖 榴莲飘飘 （获奖）
2000-12 第45届亚太电影节最佳女主角奖 榴莲飘飘 （提名）
2018 2017国剧盛典年度演技卓越剧星 （获奖）
2017 十佳电视剧演员 （获奖）
2013 中国教科文卫体工会、中华人民共和国文化部办公厅颁发的全国艺德标兵 （获奖）
2012 2011华语青年电影手册年度最佳女演员 钢的琴 （获奖）
2012 2011爱奇艺盛典年度最佳电影女演员 钢的琴 （获奖）
2011 2011中国娇子新锐榜年度艺人 （获奖）
2011 中国青少年发展基金会志愿先锋奖 （获奖）
2011 东方时尚2011中国最美50人盛典专注之美 （获奖）
2010 国家院团剧目展演优秀表演奖 红玫瑰与白玫瑰 （获奖）
2008 腾讯星光大典内地年度女演员 （获奖）
2020-9-28 第32届中国电视剧飞天奖优秀女演员奖 老酒馆 （获奖）
在演艺圈，秦海璐属于较早成名的一个，22岁便凭借在《榴莲飘飘》中的出色表演摘得香港电影金像奖的影后桂冠。年纪轻轻就能将角色演到骨子里，秦海璐被圈内人评价为“很会演戏很懂戏的难得人才”，而这一点从她塑造的多个“小人物”角色中便可见一斑。
出道以来，秦海璐几乎成了文艺片专业户，《钢的琴》、《桃姐》等口碑之作都少不了她的角色贡献。外表清新脱俗加之表演出神入化—秦海璐将片中那些温暖的小人物刻画得有血有肉，“文艺女神”当之无愧。
虽然有人认为秦海璐外表很普通，但直奔30岁而去的秦海璐确实越来越漂亮、越来越聪慧。虽然对人到三十的现实看得透彻，不过，却仍然信心爆棚地憧憬自己的30岁，并执著地要将为所欲为坚持到底，俗话说，三十而立，对秦海璐来说，她是三十而丽，这种丽，是因智慧而获得的美丽。（广州日报评-2008年）
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