白歆惠1982年生于台北，拥有四分之一日本血统，先后就读于崇光女中、世新大学行政管理学系，她的父亲是已经退休的中国电视公司资深职员白国嘉，白歆惠在被凯渥模特公司发掘训练之后，以年轻靓丽的外型出道娱乐圈。
1999年，十七岁的白歆惠便被台湾凯渥模特经济公司发掘出道娱乐圈，之后六年白歆惠主要担任凯渥模特公司的专属模特。
2005年，白歆惠出演了个人的首部影视作品，她与林依晨，郑元畅、汪东城合作出演了根据同名日剧改编的爱情偶像剧《恶作剧之吻》，白歆惠在剧中饰演了开朗率性的白惠兰。
2006年，白歆惠与明道、蒋怡、杜德伟联袂主演了都市言情剧《天使情人》，并在剧中饰演了性格迷糊但心地善良的女主角黎希艾。
2008年，白歆惠与陈乔恩、阮经天、陈楚河共同主演都市爱情剧《命中注定我爱你》，白歆惠在剧中饰演了自信坚强的石安娜。
2009年，白歆惠又在与戴君竹、廖语晴、李佳豫合作主演的偶像长剧《闪亮的日子》中饰演了女主角方以安，白歆惠也凭借在此剧中的表演获得了台湾电视金钟奖戏剧类最佳女主角提名；同年，白歆惠还与陈夙雰、杨庆煌、江美玲共同出演年代情感剧《兰心飘芳》。
2010年，白歆惠除了在与隋棠、蓝正龙、温升豪联袂主演的爱情喜剧《偷心大圣P.S.男》中饰演了气质名模的江淑贞之外；她还出演了个人的首部大银幕作品，她与谢承均、张雁名、刘心悠合作主演了悬疑爱情片《鱼狗》。
2011年，白歆惠与陈意涵、崔始源、李东海共同主演了根据日本漫画改编的中日韩三国合拍剧《华丽的挑战》，剧中白歆惠饰演了外形亮丽且过目不忘的江南琴；同年，白歆惠又与吴中天、寇世勋、卓文萱合作主演了抗战偶像剧《勇士们》，白歆惠在剧中饰演了抗日名将张自忠的夫人李敏惠；此外，白歆惠还与梁正群、康丁、陶传正共同主演了电视电影《温暖的忧伤》。
2012年，白歆惠与温升豪、庄凯勋、海伦清桃合作主演了现代情感电影《候鸟来的季节》，并在片中饰演了女主角朱含樱；同年，白歆惠还在与梁赫群、徐爱心、赵骏亚共同主演现代爱情剧《阳光正蓝》中饰演了机智成熟的女主角李美涓。
2013年，白歆惠除了与明道、李沁、胡兵联袂主演了浪漫爱情偶像剧《如果我爱你》之外；她还与李宗翰、白卉子、王伊合作出演了古装神话剧《聊斋4》，这也是白歆惠首次出演的内地以及古装作品。
2015年，白歆惠领衔主演了《台北爱情捷运》系列电视电影《傻瓜与睡美人》，并在片中饰演了看似婚姻美满但实际却相当寂寞的少妇叶晨曦。
2016年，白歆惠先是主演了都市职场喜剧片《销售奇姬》；随后，她主演的现代恐怖片《幽灵医院》全面上映。
聊斋42015-05-05 饰演绿瑶 导演黄祖权 主演韩雪，陈龙，乔振宇
如果我爱你2014-05-04 饰演珊珊 导演徐辅军 主演明道，李沁，胡兵，高以翔
阳光正蓝2012-10-01 饰演李美涓 导演梁修身 主演梁赫群，徐爱心，赵骏亚
华丽的挑战2011-12-18 饰演江南琴 导演冯家瑞 主演陈意涵，崔始源，李东海
勇士们2011-09-16 饰演李敏惠 导演王晓海，明金城 主演吴中天，寇世勋，卓文萱
偷心大圣P.S.男2010-02-28 饰演阿曼达 导演刘俊杰 主演蓝正龙，隋棠，温升豪
兰心飘芳2009-10-14 饰演黄老师 导演余蒨蒨 主演陈夙雰，杨庆煌，江美玲
闪亮的日子2009-08-19 饰演方以安 导演周晓鹏 主演戴君竹，廖语晴，李佳豫
命中注定我爱你2008-03-16 饰演石安娜 导演陈铭章 主演陈乔恩，阮经天，陈楚河
天使情人2006-12-04 饰演黎希艾 导演邓安宁 主演明道，蒋怡，杜德伟
幽灵医院2016-09-30 饰演安可 导演殷国君 主演李昌熙，罗家英，孟鹏
销售奇姬2016-09-02 饰演陈夙芬 导演卓立 主演林美秀，纳豆，朱芷莹
傻瓜与睡美人2016-04-09 饰演叶晨曦 导演叶天伦 主演锺承翰，严艺文，张永智
候鸟来的季节2012-09-28 饰演朱含樱 导演蔡银娟 主演温升豪，庄凯勋，海伦清桃
温暖的忧伤2011-03-13 饰演李阿朋 导演郭春晖 主演梁正群，康丁，陶传正
鱼狗2010-09-03 饰演李美萍 导演邝盛 主演谢承均，张雁名，刘心悠
2010 第45届 台湾电视金钟奖最佳戏剧节目女主角奖 闪亮的日子 （提名）
2008 花花公子风格奖 （获奖）
白歆惠眼睛大大、有着优雅不凡的气质，鬼灵精怪的性格，四分之一日本血统的白歆惠在十七岁时就被称为“小李心洁”，除了代言走秀，她在演戏与主持方面的表现也逐渐受到了观众的肯定（新华网评）。
白歆惠一出道便以年轻靓丽的外型，惊艳模特圈，更是被凯渥封为“林志玲接班人”的幸运儿，她以天使的面孔，魔鬼的身段担任各大时尚杂志的平面模特（人民网评）。
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