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SONYBMG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》。”
2013年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。
2017年6月21日，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2月15日，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1月24日，与王雷、张铎搭档主演了家庭都市剧《亲爱的，你在哪里》，在剧中饰演了女主角何雪琳；8月26日，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6日，主演的《河山》在在北京卫视播出。
2011年，在合拍电视剧《独立纵队》时，秦海璐和总政话剧团演员王新军相识，2012年4月开始恋爱。
2014年1月23日，秦海璐与王新军结婚；9月7日，王新军首次承认妻子秦海璐怀孕喜讯。
2015年1月28日，秦海璐顺利通过剖腹产下一子。
2005年参加帮助西部缺水地区建立水窖的“母亲水窖”工程。
2007年参加中国民航总局与中国妇女发展基金会联合推出的“蓝天爱心计划”；9月参加“让世界看见这美丽”慈善活动，为帮助更多的白内障患者恢复视力，拍摄“光明天使飞跃”；同月参加联合国儿童基金会与某品牌联合举行的扫文盲慈善活动“书写的力量”；11月参加深圳卫视大型电视主题慈善活动“美梦成真”主题曲《我有一个梦想》的录制；同为联合国儿童基金会春蕾计划的失学女童设计蜡烛杯；12月参加嫣然慈善活动。
2008年4月与残疾放映员陈云林共同参加深圳卫视大型慈善节目《美梦成真》的拍摄；5月为四川地震灾区捐款；发表手稿“万众一心抗震救灾众志成城此时此刻我们都是汶川人”；“每个人都尽自己的一份努力帮助灾区更快的脱险更好的重建家园”；“灾有区情无界中国人中国心”；5月参加四川成都举行的《以生命的名义》赈灾义演；5月携《谍影重重之上海》剧组向四川灾区献爱心；8月参加芭莎明星慈善夜；9月参加推广全民健身的“千人比基尼”活动；9月参加倡导乳腺癌防治运动的“粉红丝带”活动；10月参加为中国中西部校外青少年在生存技能教育和指导方面提供持续的帮助的“奥迪童梦圆慈善拍卖会”。
2009年3月参与广州狮子会慈善拍卖，救助脑瘫患者。10月参与由世界著名环保组织珍·古道尔—根与芽（北京）环境教育项目、中国领先体育品牌李宁、国际知名企业帝人集团等机构共同发起的“衣年轮”环保低碳活动。
2010年4月任上海世博会生命阳光馆爱心大使；4月参加时尚芭莎慈善活动；6月携手玉树地震灾区儿童参与电影《功夫梦》慈善首映礼。8月赴四川雅安碧峰峡熊猫基地认养大熊猫取名“滚滚”。8月参与启用“视觉第一中国行动”慈善基金。该基金将用于救助白内障患者。10月参与凤凰网“美丽童行”支教贵州看望留守儿童。
2011年1月参加由中国青少年发展基金会与《达人志men'suno》共同主办的“希望从行动开始”慈善晚宴。并被授予“志愿先锋奖”。7月秦海璐进摄影棚化身“小豹子”为动物与自然基金拍摄环保海报。12月9日，中国残联爱心大使秦海璐在广州担任残亚运会首棒火炬手。
2008年6月，担当亚洲新人奖评委。
2007年10月，第三届欧亚国际电影节被邀请担任评委（土耳其金橙电影节），由中国评委秦海璐及另外六位各国影人组成的评委团宣布了本届电影最重要的三项大奖。以色列与法国合拍的电影《乐队来访》获得最佳影片，在威尼斯电影节获得了评审团大奖的电影《种子的秘密》夺得了最佳导演奖。而评审团也特别为小制作电影《You,theliving》颁出了评审团特别奖，三座奖杯分别由评审团主席伊朗导演贾法尔·帕纳希，中国评委秦海璐以及土耳其当地评委LaleMansur颁出。
2007年10月，被邀请担任第44届土耳其金橙国际电影节暨第三届欧亚国际电影节评委。
2008年6月，担当第11届上海电影节“亚洲新人奖”评委。
2018年5月，担任第21届上海国际电影节金爵奖评委。
2014年6月11日，出任中英电影大使以及英国旅游形象大使身份。
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。
上海国际电影节
中国电影金鸡奖
中国电影华表奖
香港电影金像奖
台湾电影金马奖
中国长春电影节
华语电影传媒大奖
北京大学生电影节
香港电影评论学会大奖
中国电影导演协会
中国电视剧飞天奖
上海电视节-白玉兰奖
亚洲电视彩虹奖
其他表演奖项
综合奖项
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。