朱亚文出生于江苏省盐城市亭湖区，从小就是个“电视迷”，为了偷偷看电视与母亲耍尽了心机，“掐时间”、“给电视降温”。上学的时候，朱亚文偏爱文科，喜欢以“写诗”来表达自己的情绪。为了能够考上大学，他开始学习声乐，学的时候每天都在心里计算着时间。后来，声乐老师建议他报考表演系，他开始尝试过后，发现为了这门学科可以不计较时间，每天主动思考着小品的练习、剧本的创作，终于意识到了什么叫真正的喜欢和投入。2002年，朱亚文顺利考进北京电影学院表演系，与刘亦菲、江一燕、罗晋等人为同班同学。
2003年，与张栗坤、陈星合作主演青春校园剧《阳光雨季》，在剧中饰演宏远中学高二A班的班长岳超飞，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈。
2004年，出演郭林执导的电视剧《走过冬季》。
2005年，主演张友龄执导的亲情剧《非亲兄弟》，在剧中饰演文弱内向且善良仁义的陈天雨；同年，与黄文豪、王伯昭、沈傲君合作主演清装剧《豪门金枝》（原名（《盐亨》），在剧中饰演李家独生子李重林。
2006年，与佟瑞欣、杜耕萱、苗乙乙共同出演乡村剧《乡里乡亲》（又名《光辉年代》），在剧中饰演韩天寿儿子韩金龙，与黑子饰演一对父子；同年，与李幼斌，萨日娜，小宋佳联袂主演年代传奇剧《闯关东》，在剧中饰演生性不拘、豪放莽撞且有情有义的朱家次子朱传武，该剧于2008年1月2日首播，他也因此被更多观众所认识，并被众多媒体誉为“继胡军、侯勇之后的又一荧屏硬汉”。
2007年，出演刘家成执导的军事剧《高地》，在剧中饰演从军校毕业后主动要求到709团工作的王奇，该剧于2009年1月1日首播；同年，与邢佳栋、吴炫联袂主演刑侦剧《雪琉璃》，在剧中饰演博陵市文物派出所副所长李柯；之后，主演沈好放执导的涉案剧《市委书记日记》，在剧中饰演东州市委书记韩望杰的儿子韩夏，与程煜饰演一对父子。
2008年，与胡静、李泰、许还幻、何琢言联袂主演古装传奇剧《兵圣》，在剧中担纲男主角，饰演“一代兵圣”孙武；同年，与罗海琼、齐奎、许还幻联袂主演战争剧《烽火影人》，在剧中担纲男主角，饰演才华横溢的电影导演欧阳浦生。
2009年，与齐奎、梁林琳、王雨联合主演军旅剧《情系北大荒》，在剧中担纲男主角，饰演郝豹；同年，与喻恩泰、甘婷婷、王挺合作主演革命剧《高粱红了》，在剧中饰演外表柔弱、内心坚强的男主角林玉生，该剧于2010年10月5日首播。
2010年，主演反贪题材电影《你是我的兄弟》，在片中饰演身为检察官的男主角郑十一；同年，与姚笛、郭伊娜领衔主演抗战传奇剧《远去的飞鹰》，在剧中他所饰演的男主角高志航英姿飒爽、做事雷厉风行，是中国首位空战英雄、被誉为“东北飞鹰”，该剧是国内投拍的首部以空军战争为题材的电视剧，他则凭借该剧入围第40届国际艾美奖最佳男主角奖；12月6日，与李幼斌、史兰芽合作主演的电视剧《爱在苍茫大地》上星播出，在剧中饰演闻明远，他则凭借该剧入围冬季电视剧互联网盛典最具号召力男演员奖。
2011年，获得第14届上海国际电影节亚洲新晋演员奖；同年，与苗圃、吕一、杜志国合作主演谍战剧《地火》，在剧中担纲男主角，饰演负责与马增君接头的地下党员黎仲明，该剧于2014年7月4日上星播出。
2012年，其主演的革命剧《我的娜塔莎》开播，在剧中担纲男主角，饰演既真实质朴又正义凛然的抗联战士庞天德；6月26日，与钟秋、李梁、张念骅联袂主演的革命剧《我们的法兰西岁月》首播，在剧中饰演青年时期的周恩来；10月19日，与郝蕾、秦昊领衔主演的都市悬疑爱情电影《浮城谜事》上映，在片中饰演有点“一根筋”的警察秦枫。
2013年，与倪大红、边潇潇、李光复合作主演的励志剧《正阳门下》上星播出，在剧中饰演从“破烂王”成长为实业家的男主角韩春明；8月26日，与齐奎、刘向京、蒋恺联袂主演的革命剧《铁血兄弟》播出，在剧中饰演生性叛逆、追求革命的男主角江流。
2014年，入围第1届中国电视演员形象榜青年演员形象金榜；10月1日，与汤唯、冯绍峰、王志文、黄轩合作主演的剧情电影《黄金时代》上映，在片中饰演温良、儒雅又有些懦弱、书生气的端木蕻良；10月27日，与周迅、黄轩、秦海璐联袂主演的近代传奇剧《红高粱》首播，在剧中饰演孔武有力、阳刚硬朗且霸气十足的男主角余占鳌，他则凭借该剧入围第21届上海电视节-白玉兰奖最佳男主角奖，获得第3届亚洲彩虹奖现代剧最佳男主角奖。
2015年，与李佳航、万茜、杨紫、孙绍龙联合主演的军旅剧《天生要完美》开播，在剧中饰演云天耀；1月16日，出席2015米兰秋冬男装周，并出席了Dsquared2二十周年大秀，他是该品牌20周年唯一邀请的华人明星；2月18日，参加中央电视台春节联欢晚会，与张丰毅、段奕宏合唱歌曲《中华好儿孙》；同年，作为固定嘉宾参加江苏卫视推理竞技类真人秀节目《真心英雄》，这是他首度参加真人秀，并参与演唱了节目主题曲《真心英雄》；8月20日，与Angelababy、倪妮领衔主演的浪漫爱情喜剧电影《新娘大作战》上映，在片中饰演体贴乖巧、逗趣买萌的“忠犬男友”罗丹，该片成为2015年七夕情人节的票房冠军，上映首周便取得了1.5亿元人民币的票房成绩；10月30日，与杨幂、鹿晗、王景春联袂主演的青春悬疑电影《我是证人》上映，在片中饰演阴毒毒辣的“变态杀手”唐峥，该片票房突破了2亿元人民币；11月7日，与马伊琍领衔主演的都市情感剧《北上广不相信眼泪》首播，在剧中饰演风趣幽默、机智勤奋又有点嚣张的男主角赵小亮，他则凭借该剧获得第19届华鼎奖中国当代题材电视剧最佳男演员奖。
2016年，与李小冉、冯雷、曾黎领衔主演的都市情感剧《姐妹兄弟》首播，在剧中饰演从锻造车间的青工成为房地产公司老板、宁州首富的男主角宋建国；7月15日，与包贝尔、宋佳、焦俊艳联合主演的爱情喜剧电影《陆垚知马俐》上映，在片中饰演具有“娘man”属性的编剧、情场高手赵奔，该片上映3天票房便突破了1亿元人民币，并与包贝尔合唱了宣传推广曲《世界上最难唱的歌》，而该歌曲则取得了百度新歌榜冠军、亚洲新歌榜季军的成绩，朱亚文亦凭借该片获得了第31届中国电影金鸡奖最佳男配角奖的提名；10月17日，其出演的古装喜剧《欢喜密探》开播，在剧中饰演被门砸晕还差点吃饼噎死的便衣密探；12月11日，与陈妍希领衔主演的都市情感剧《北上广依然相信爱情》开播，在剧中饰演机智幽默、对事业一丝不苟却在原则问题上不近人情甚至刻薄的男主角王茂。
2017年，与王丽坤、黄柏钧、王彦霖合作主演的都市职场情感剧《漂洋过海来看你》开播，在剧中他所饰演的男主角郑楚是MG旅游集团的时尚旅游体验师，不仅阳光帅气、风趣幽默，而且还有一些洁癖、强迫症，并与王丽坤共同演唱了该剧的主题曲《漂洋过海来看你》；7月27日，与刘烨、黄志忠、王景春、欧豪、刘昊然联袂主演的革命历史电影《建军大业》上映，在片中饰演打响南昌起义第一枪的周总理，该片票房突破了3.8亿元人民币，他则凭借该片入围第34届大众电影百花奖最佳男主角奖。
2018年，参加湖南卫视原创声音魅力竞演真人秀节目《声临其境第一季》，最终获得年度总冠军；5月27日，参加“相会中华腾飞时·传世经典颂恩来”诗歌咏诵汇；7月27日，与郑元畅、李佳航、菅纫姿领衔主演的都市励志情感剧《合伙人》，在剧中饰演长相清秀却性格孤僻、不易近人的男主角古东青，并参与演唱了主题曲《单行线》；同年，与杨子姗、贺军翔、李媛合作主演都市情感剧《赖猫的狮子倒影》，在剧中饰演男主角刘青；8月26日，作为“心动侦探”参加的腾讯视频都市男女恋爱社交推理真人秀节目《心动的信号第一季》开播；10月27日，与宋佳领衔主演的爱情电影《诗人》在东京电影节首映，在片中担纲男主角，饰演陈蕙的丈夫、怀揣“诗人梦”的煤矿工人李五。
2019年，作为固定嘉宾参加浙江卫视户外竞技真人秀节目《奔跑吧第三季》；同年，与万茜领衔主演了都市商战剧《商业调查师》，在剧中饰演冷静果断、外刚内柔的男主角夏冬；8月20日，位列福布斯中国100名人榜第80位；9月7日，与张榕容、王亮、晓凡合作主演的爱情喜剧电影《逗爱熊仁镇》上映，在片中他所饰演的男主角何必不仅是高情商暖男“撩妹高手”，亦是痞帅逗趣的小职员；与此同时，他还获得了第17届电影表演艺术学会奖学会奖；9月30日，与张涵予、欧豪、杜江共同出演的剧情电影《中国机长》上映，在片中饰演民航西南地区管理局四川监管局领导；12月17日，与汤唯、邓家佳、乔振宇领衔主演的古装剧《大明风华》开播，在剧中饰演天性洒脱爱玩、文武双全的明宣宗朱瞻基。
2020年，特别出演李现、春夏、魏大勋、周游主演的年代剧《人生若如初见》；6月2日，与金晨、耿乐、刘奕君联袂主演的悬疑剧《十日游戏》播出，在剧中饰演身为游戏工作室老板的男主角于海；7月31日，为动画片《灵笼》配音的人物混剪预告片正式上线，作为配音体验官的他用声音塑造了动画里9位不同的人物；同年，主演抗疫剧《在一起》，在“救护者”单元中饰演一位武汉呼吸科主任；9月15日，入围第七届中国电视好演员奖蓝组男演员名单。
长津湖 2021 导演陈凯歌、徐克、林超贤 主演吴京、易烊千玺
中国机长2019-9-30 饰演民航西南地区管理局四川监管局领导 导演刘伟强 主演张涵予、欧豪、杜江、袁泉
逗爱熊仁镇2019-9-7 饰演何必 导演查慕春 主演张榕容、王亮、郄路通、韩彦博
诗人2018 饰演李五 导演刘浩 主演宋佳
建军大业2017-7-27 饰演周恩来 导演刘伟强 主演刘烨、黄志忠、王景春、欧豪
陆垚知马俐2016-7-15 饰演赵奔 导演文章 主演包贝尔、宋佳、焦俊艳、吕云骢
我是证人2015-10-30 饰演唐峥 导演安尚勋 主演杨幂、鹿晗、王景春、刘芮麟
新娘大作战2015-8-20 饰演罗丹 导演陈国辉 主演杨颖、倪妮、陈晓、何炅
黄金时代2014-10-1 饰演端木蕻良 导演许鞍华 主演汤唯、冯绍峰、王志文、黄轩
浮城谜事2012-10-19 饰演秦枫 导演娄烨 主演郝蕾、秦昊、齐溪、瞿颖
你是我的兄弟2011 饰演郑十一 导演刘惠宁 主演侯耀华、王虎城、宋昊林、刘思伟
十日游戏2020-6-2 饰演于海 导演臧溪川 主演金晨、刘奕君、耿乐、倪大红
赖猫的狮子倒影2020 饰演刘青 导演蔡岳勋 主演杨子姗、贺军翔、李媛、方晓莉
商业调查师2020 饰演夏冬 导演刘一志 主演万茜、张萌、袁文康、张子健
人生若如初见2020 饰演俞天白 导演王伟 主演李现、春夏、魏大勋、周游
在一起2020-9-29 饰演黎建辉 导演曹盾 主演徐璐、赵魏、余皑磊、曲栅栅
大明风华2019-12-17 饰演朱瞻基 导演张挺 主演汤唯、邓家佳、乔振宇、吴越
合伙人2018-7-27 饰演古东青 导演林家川、马鸣 主演郑元畅、李佳航、菅纫姿、韩雨芹
漂洋过海来看你2017-3-22 饰演郑楚 导演陈铭章 主演王丽坤、黄柏钧、王彦霖、叶青
北上广依然相信爱情2016-12-11 饰演王茂 导演李骏 主演陈妍希、张铎、曾泳醍、王新
欢喜密探2016-10-17 饰演便衣密探 导演包贝尔 主演包贝尔、贾玲、王鸥、柳岩
姐妹兄弟2016-1-11 饰演宋建国 导演安建 主演李小冉、曾黎、冯雷、王同辉
北上广不相信眼泪2015-11-7 饰演赵小亮 导演李骏 主演马伊琍、张兆辉、张可颐、侯京健
天生要完美2015-1-11 饰演云天耀 导演刘家成 主演李佳航、万茜、杨紫、孙绍龙
红高粱2014-10-27 饰演余占鳌 导演郑晓龙 主演周迅、黄轩、于荣光、秦海璐
铁血兄弟2013-8-26 饰演江流 导演何群、郑桦 主演齐奎、刘向京、蒋恺、王诗蒙
正阳门下2013-6-4 饰演韩春明 导演刘家成 主演倪大红、边潇潇、李光复、朱铁
我们的法兰西岁月2012-6-26 饰演周恩来 导演康洪雷 主演钟秋、李梁、张念骅、袁文康
地火2012-6-23 饰演黎仲明 导演陈健 主演苗圃、杜志国、吕一、程煜
我的娜塔莎2012-1-1 饰演庞天德 导演郭靖宇 主演伊莉莎、岳跃、马恩然、张黎明
远去的飞鹰2011-5-18 饰演高志航 导演花菁 主演郭伊娜、姚笛、高锦、郭秋成
高粱红了2010-10-5 饰演林玉生 导演刘家成 主演喻恩泰、甘婷婷、王挺、张希
爱在苍茫大地2010-9-25 饰演闻明远 导演齐星 主演李幼斌、史兰芽、沈佳妮、赵亮
市委书记日记2010-3-21 饰演韩夏 导演沈好放 主演程煜、刘佳、修宗迪、林柯
情系北大荒2009-12-15 饰演郝豹 导演张新建 主演齐奎、梁林琳、黄小蕾、宋佳伦
烽火影人2009-12-14 饰演欧阳浦生 导演陈剑飞 主演罗海琼、齐奎、许还幻、汤嬿
高地2009-1-1 饰演王奇 导演刘家成 主演侯勇、林永健、唐静、沙溢
兵圣2009 饰演孙武 导演赵箭、吴家骀、戚健 主演胡静、李泰、侯京健、许还幻
闯关东2008-1-2 饰演朱传武 导演张新建、孔笙 主演李幼斌、萨日娜、宋佳、牛莉
雪琉璃2007 饰演李柯 导演毛小睿 主演邢佳栋、曹力、海一天、吴炫
光辉年代2006 饰演韩金龙 导演朱正 主演佟瑞欣、杜耕萱、苗乙乙、黑子
2020-10-20 第七届中国电视好演员奖 中国电视好演员优秀演员（蓝组男演员） （获奖）
2019-9-7 第17届电影表演艺术学会奖学会奖 （获奖）
2018-11 第34届大众电影百花奖最佳男主角奖 建军大业 （提名）
2017 第31届中国电影金鸡奖最佳男配角奖 陆垚知马俐 （提名）
2016-11 第3届亚洲彩虹奖现代剧最佳男主角奖 红高粱 （获奖）
2016-5 第19届华鼎奖中国当代题材电视剧最佳男演员奖 北上广不相信眼泪 （获奖）
2015-5 第21届上海电视节-白玉兰奖最佳男主角奖 红高粱 （提名）
2014-3 第1届中国电视演员形象榜青年演员形象金榜 （提名）
2012-10 第40届国际艾美奖最佳男主角奖 远去的飞鹰 （提名）
2011-6-17 第14届上海国际电影节亚洲新晋演员奖 （获奖）
2011-1 冬季电视剧互联网盛典最具号召力男演员奖 爱在苍茫大地 （提名）
2019-8-20 福布斯中国100名人榜第80位 （提名）
朱亚文是一个比较低调含蓄的人，被称作为“行走的荷尔蒙”。他有着自带低音炮的磁性声音，在《声临其境》节目中，通过自己可塑性极强的声音让观众意识到他不仅仅是“行走的荷尔蒙”，而且是有实力的演员；朱亚文在影视作品为《白鹿原》《亮剑》以及《夏洛特烦恼》的片段配音时，他的声音无限靠近了张嘉译和李幼斌的原声，就连沙哑的质感都一模一样，堪称“神还原”（新浪、《新快报》、《北京晨报》评）。
朱亚文不仅是一个无欲无求的人，亦是一个很有想法的演员，有很充足的创作欲望（许还幻评）。
朱亚文的眉宇间有一股将气，他面孔干净，显得很文气但是眉宇间又不乏英气，是块好材料。他比较符合电视剧《兵圣》中的孙武，朱亚文是他这个年龄段里惟一能把一个人物的不同层次感表现出来的演员（张纪中评）。
朱亚文是个“演戏天才”，他的爆发力让人惊讶，能够很好的拿捏住情感戏的分寸，即能表现出情感暴发的力度，让人觉得很有冲击性，又不会让对手演员感觉不舒服（胡静评）。
朱亚文是一个既勤奋又有灵性的演员，在拍摄电视剧《闯关东》的时候，身为“戏痴”的他十分注重对角色内心的深入挖掘。朱亚文在依然保持着认真的态度和良好的敬业精神的同时，却比之前感觉更成熟、更懂事，知道什么应该去争取，什么在自己可接受的范围内学会妥协（萨日娜评）。
朱亚文私下就像是一个火龙果，外表看似有刺，酷酷的，实则人外冷内热，是非常好相处的合作伙伴（何琢言评）。
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