1996年，殷桃考入重庆艺术学校影视话剧班。1999年，考入中国人民解放军艺术学院戏剧系。2003年，毕业于中国人民解放军艺术学院戏剧系本科。2003年至今在空军政治部电视艺术中心做演员（军级为正营级文职干部）。
2002年，殷桃参与拍摄毕业作品《我在天堂等你》，凭借该剧荣获第十五届上海白玉兰戏剧表演艺术奖女主角奖。同年，参加全军新剧目展演、个人表演二等奖；此剧获五个一工程奖，荣获国家大奖荣立三等功。
2008年，殷桃因出演《女人一辈子》中“陶小桃”一角，获得第十四届上海电视节白玉兰奖最佳女主角提名。
2009年，殷桃主演《杨贵妃秘史》，随后参演《鹰隼大队》。同年，殷桃参演《苍穹之昴》，在剧中变身为神秘的张夫人。参演战争情感大戏《延安爱情》的拍摄，该剧由导演曹保平执导。殷桃倾情演绎女一号苏贞，是一名为共产主义理想奔赴延安的进步青年。
2010年，殷桃领衔主演的宫廷大戏《苍穹之昴》于1月2日在日本NHK电视台播出，收视率超过同期NHK重点大河剧《龙马传》，引起了日本观众的广泛关注。
2011年，殷桃在央视春节联欢晚会上表演节目《过年回家》。10月出任久保田利伸歌曲《无法用言语表达》MV的女主角。
2012年，国家广电总局出版的#2012年优秀电视剧选集#影碟套装一共收录了30部作品，温州一家人、延安爱情上榜。《温州一家人》入选2012全球华人十大电视剧（亚洲周刊）。殷桃在剧中饰演“温州女儿”周阿雨，上演了一段“小人物”的异国创业史。4月，殷桃参与中国首部防灾题材动画电影《今天·明天》制作，为女主角夏娜配音。9月，殷桃搭档张国强出演电视剧《无贼》。
2013年，殷桃参演电视剧《假如幸福来临》。
2014年，殷桃出演的都市生活喜剧《我为儿孙当北漂》在北京开机，剧中饰演北漂夫妻四川姑娘田蓓蕾。12月20日，殷桃主演的电视剧《无贼》在北京卫视红星剧场播出。2014年，殷桃参演都市爱情剧《假如幸福来临》，扮演女主角叶百合。随后，出演3D犯罪悬疑电影《警察故事2013》，殷桃在片中饰演京城著名“妈妈桑”兰兰。
2015年，与热依扎、郑凯等合作出演《临时演员》。7月，民国大片《那些女人》顺利杀青，首次挑战风情角色，饰演一位乱世中水乡歌女。9月，电视剧《生死血符》在中央八套黄金强档播出，殷桃此次在剧中扮演宋美龄。10月17日电视连续剧《检察官》开机，殷桃饰演夏静茹。
2016年，8月底电视连续剧《爱情的边疆》开机，殷桃回归质朴演绎情感史诗。
2017年，殷桃凭借《鸡毛飞上天》获得第23届上海电视节-白玉兰奖最佳女主角奖。11月21日，参演的电影《不成问题的问题》上映。
2018年，获得2017国剧盛典年度匠心巨星奖。2月27日，第九届中国电影导演协会2017年度初评入围名单揭晓，凭借《不成问题的问题》入围年度女演员。3月，入选《中国电视剧60年大系人物卷》。4月，获第31届飞天奖优秀女演员提名。5月8日，主演的纯爱史诗电视剧《爱情的边疆》播出。9月3日，主演的民国风情抗战电影《那些女人》上映。9月28日，主演的电视剧《你迟到的许多年》播出。9月29日，凭借《那些女人》获第十六届平壤国际电影节组委会最佳女配角奖。10月1日，获得第12届中国金鹰电视艺术节最具人气女演员奖提名。12月，参演电视剧《标化人生》，在剧中饰演林睿。
2019年，获新时代国际电视节、中华人民共和国成立70周年十佳女演员。
2020年，参演电视剧《涩女郎》，在剧中饰演温如雪。7月，确定担任第26届上海电视节白玉兰奖中国电视剧单元评委。
涩女郎 2020 饰演温如雪 导演- 主演宋轶、赵今麦、夏若妍
你迟到的许多年2018-09-28 饰演莫莉 导演林柯 主演黄晓明、秦海璐
爱情的边疆2018-05-08 饰演文艺秋 导演毛卫宁 主演王雷
鸡毛飞上天2017-03-03 饰演骆玉珠 导演余丁 主演张译、陶泽如、张佳宁、高姝瑶
人民检察官2016-08-22 饰演夏静茹 导演英宁 主演于震、于荣光、黄海冰
白云飘飘的年代2015-09-28 饰演川岛香奈 导演高希希 主演牛莉、林永健、颜世魁
生死血符2015-09-03 饰演宋美龄 导演管虎 主演陈瑾、陶泽如、郭晓冬
赵匡胤2015-08-10 饰演王月虹 导演高希希 主演陈建斌、邵峰、王绘春
我为儿孙当北漂2015-04-16 饰演田蓓蕾 导演林妍 主演涂松岩、韩童生、辛雨锡
酷爸俏妈2015-04-13 饰演赵所长 导演丁黑 主演李光洁、佟丽娅、朱锐
大道通天2015-01-15 饰演曹媛媛 导演李大为 主演李光洁
假如幸福来临2014-08-05 饰演叶百合 导演邵警辉 主演李东学、何赛飞、娟子
结婚前规则2014-07-11 饰演郭靖 导演杨影 主演马苏、沙溢、李乃文
无贼2013-12-20 饰演乔安娜 导演丁黑 主演张国强、孙海英、贾青
大学生士兵的故事22013-03-01 饰演殷助理 导演尚敬 主演徐海乔、林永健、牛莉
温州一家人2012-11-10 饰演周阿雨 导演孔笙、李雪 主演李立群、张译、迟蓬
飞翔的花朵2012-08-18 饰演小月(友情客串) 导演李欣凌 主演谭涛、牛莉、唐加思
时尚女编辑2012-07-16 饰演程昕 导演滕华涛 主演赵子琪、祖峰、李媛
战地花开2012-04-23 饰演段思琪(客串) 导演张晓光 主演沈晓海、陶飞霏、李依晓
皇粮胡同十九号2012-04-06 饰演观月凉子 导演李木戈 主演陆毅、许晴、邵峰
武则天秘史2011-11-05 饰演武则天(青年) 导演澄丰 主演余少群、蒋林静、秦海璐
我和老妈一起嫁2011-08-29 饰演张十河 导演余丁 主演彭玉、张洪杰、任帅
搞笑一家人(中国版)2011-07-09 饰演电台编导 导演高亚麟 主演高亚麟、牛莉、白志迪
延安爱情2011-02-11 饰演苏贞 导演曹保平 主演邓超、孙磊、李小川
大学生士兵的故事2011-02-01 饰演殷助理 导演尚敬 主演闫妮、王磊、徐海乔
杨贵妃秘史2010-04-27 饰演杨玉环 导演尤小刚 主演黄秋生、石小群、王洛勇
乐活家庭2010-01-18 饰演陶陶 导演高亚麟 主演高亚麟、牛莉、闫妮
苍穹之昴2010-01-02 饰演张夫人 导演汪俊 主演田中裕子、余少群、周一围
奠基者2010-01-02 饰演张小晶 导演康洪雷 主演侯勇、郑晓宁、闫妮
鹰隼大队2009-11-06 饰演江婧超 导演彭昱凯 主演沙溢、林永健、姬晨牧
东方红19492009-09-28 饰演谷正藩 导演苏舟 主演唐国强、于震、王伍福
在那遥远的地方2009-07-26 饰演袁鹰 导演俞钟 主演李幼斌、沈晓海、吴健
望族2009-07-19 饰演王雨秋 导演胡玫 主演王斑、富大龙、文章
狼烟2009-02-02 饰演赵楚楚(友情客串) 导演苏舟 主演罗嘉良、巫刚、伊能静
卫生队的故事2009-01-26 饰演殷护士 导演尚敬 主演高亚麟、闫妮、刘思言
高地2009-01-01 饰演杨桃 导演刘家成 主演侯勇、林永健、唐静
大珍珠2008-07-04 饰演白永芸 导演白韬 主演保剑锋、岳跃利、霍亚明
桃花灿烂2007-11-00 饰演水香 导演方刚亮 主演王学兵、梁静、王同辉
女人一辈子2007-04-26 饰演陶小桃 导演陈家林 主演林熙越、颜丙燕、赵毅
爱了散了2007-03-12 饰演董晓晗 导演乔梁 主演邓超、马雅舒、冯远征
警察故事2007 饰演常佳 导演夏钢、毛卫宁、付小健 主演孙海英、李健、袁志顺
局中局2006-12-13 饰演陆岚岚 导演刘江 主演于和伟、许晴、王伯昭
垂直打击2006-11-26 饰演谷晓楠 导演高希希 主演王新军、胡亚捷、翟万臣
长大不容易2006-11-01 饰演田妮 导演程生生 主演闫妮、毛孩、肖雄
真情年代2006-10-12 饰演范小洁 导演高希希 主演侯勇、丁志诚、姜宏波
新昨夜星辰2006-09-19 饰演阿香 导演赖水清 主演邓超、黄维德、张晨光
幸福像花儿一样2005-09-30 饰演大梅 导演高希希 主演孙俪、邓超、辛柏青
搭错车2005-04-30 饰演阿美 导演高希希 主演李雪健、李琳、于和伟
历史的天空2004-08-01 饰演东方闻英 导演高希希 主演张丰毅、李雪健、孙松
红色娘子军2003 饰演吴琼花 导演袁军 主演刘佩琦、王伟
那些女人2018-09-03 饰演惠姑娘 导演江平 主演何赛飞、姚晨、佟大为、胡可、马伊琍、周冬雨、茹萍
不成问题的问题 2017-11-21 饰演尤太太 导演梅峰 主演范伟、张超
临时演员2017-05-27 导演钱江汉 主演郑恺、热依扎、郭晓东
警察故事20132013-12-24 饰演妈妈桑 导演丁晟 主演成龙
今天明天2012-05-11 饰演殷桃 配音夏娜 导演刘左锋 海尔兄弟导演
网络少年2005 饰演索拉拉 导演石学海 主演黄宏、牛群、张凯丽
红飘带2004 饰演珊珊 导演宋江波 主演牛青峰、江晓芳、龙一仪
2007年，殷桃被中国法学会反对家庭暴力网授予“反对家庭暴力白丝带使者”称号。
2011年5月8日是世界红十字日，也是重庆红十字会百年华诞。殷桃成为重庆红十字会、重庆红十字基金会形象大使，并荣获重庆红十字基金会形象大使的荣誉证书。
2012年5月，殷桃出席了某公益盛典，为救助孤残伤病儿童贡献一份自己的力量。殷桃捐出十万元来帮助这些孩子。殷桃获得了颁发的“爱心志愿者”证书。加入焦点基金，并向基金捐赠10万元善款。
2008年，在北京奥运会火炬进入中国内地的第一站——三亚，殷桃成为当中的一名奥运火炬手。
2015年12月23日，作为嘉宾出席了第30届中国电视剧飞天奖典礼。
2019 建国70周年全国十佳电视剧女演员 （获奖）
2019 第15届四川电视节-“金熊猫”国际传播奖最佳女演员奖 鸡毛飞上天 （获奖）
2018 第16届平壤国际电影节最佳女配角奖 那些女人 （获奖）
2018 2017国剧盛典年度匠心剧星 （获奖）
2017 第27届浙江电视牡丹奖优秀女演员奖 鸡毛飞上天 （获奖）
2013 第一届中央电视台2012中国电视剧年度明星盛典 -电视剧十佳明星 （获奖）
2013 第5届新农村电视艺术节-金牛奖最佳女主角奖 温州一家人 （获奖）
2010 CCTV《春节联欢晚会》“观众最喜爱的节目”评比中获语言类二等奖 我心飞翔 （获奖）
2010 第22届全军电视剧金星奖优秀演员奖 在那遥远的地方 （获奖）
2010 夏季电视剧互联网盛典-“最具号召力女演员”奖 杨贵妃秘史 （获奖）
2010 国剧盛典网络最受欢迎女演员(内地)奖 （获奖）
2007 “精品购物指南15年电视剧经典艺人”大奖 （获奖）
2006 第2届电视剧风云盛典最具潜质新人奖 搭错车 （获奖）
2005 南方盛典年度最受欢迎女演员奖 幸福像花儿一样、红色娘子军 （获奖）
2002 第5届中国话剧金狮奖表演奖 我在天堂等你 （获奖）
2002 第15届上海白玉兰戏剧表演艺术奖女主角奖 我在天堂等你 （获奖）
2002 第8届中国戏剧奖·曹禺剧本奖优秀表演奖 我在天堂等你 （获奖）
2002 第12届文华奖表演奖 我在天堂等你 （获奖）
2018 第29届中国电视金鹰奖观众喜爱的女演员奖 鸡毛飞上天 （提名）
2006 第23届中国电视金鹰奖观众喜爱的电视剧女演员奖 搭错车 （获奖）
2018 第31届中国电视剧飞天奖优秀女演员奖 鸡毛飞上天 （提名）
2013 第29届中国电视剧飞天奖优秀女演员奖 温州一家人、延安爱情 （获奖）
2009 第27届中国电视剧飞天奖突出贡献奖 （获奖）
2007 第26届中国电视剧飞天奖优秀女演员奖 幸福像花儿一样、垂直打击 （提名）
2017 第23届上海电视节-白玉兰奖最佳女主角奖 鸡毛飞上天 （获奖）
2008 第14届上海电视节-白玉兰奖最佳女演员奖 女人一辈子 （提名）
从《历史的天空》、《搭错车》到《幸福像花儿一样》，殷桃凭借自己的努力获得赞誉。殷桃是一个活泼得无拘无束的姑娘，但她也有自己的坚韧和坚持。她是一个聪慧的人，一个有慧根的人，这种人通常的外在表现是不随流波，天真透明。《搭错车》里年轻美丽的阿美、《历史的天空》中英姿飒爽的东方政委，虽然是生活在两个时代、完全不同的人，却都能让人感受到她们身上的纯洁和快乐。因为演员殷桃在生活中就是这样一个快乐的女孩。她最爱穿简单的休闲装，喜欢和朋友聊天唱歌，只希望自己的生活舒服开心就好。
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