生于一个艺术世家，父亲是唱歌剧的，从小在父亲的培养下，唱歌、跳舞、拉大提琴，样样都会。
1989年首次在李少红导演的影片《血色清晨》中，扮演农村姑娘红杏。
1990年在张艺谋导演的影片《大红灯笼高高挂》中扮演小丫头雁儿。
1992年任电影《不能没有爱》女主角，随后，在李冉冉执导的电视剧《青春不会等待》中饰演童樱。
1994年出演管虎执导的《头发乱了》女主角。
1997年在管虎执导的《浪漫街头》演一个斯文的女大提琴。
2003年1月参演由古龙小说改编而成的内地版古装武侠剧《萍踪侠影》，饰演叶盈盈；7月，参演王晶执导的古装武侠玄幻剧《大唐双龙传》，饰演贞嫂；同年，拍摄纪实悬疑剧《24小时警事》饰演廖欣颐。
2004年，4月拍摄国庆55周年献礼剧《国家使命》，饰演田大秀；7月，搭档张卫健、谢霆锋、范冰冰共同拍摄，王晶执导的古装武侠剧《小鱼儿与花无缺》，饰演邀月宫主；10月，与黄晓明、刘亦菲、杨幂共同拍摄，根据金庸著作改编的内地版《神雕侠侣》，饰演黄蓉；然后，搭档刘佩琦拍摄平民情感剧《好好过日子》，饰演金玲。
2006年8月拍摄讲述解放军改造妓女故事的作品《红粉》，饰演郑敏；然后，又在史晨风执导的情感悬疑剧《张礼红的现代生活》里面，饰演孙波；12月，参与郭涛自导自演的家庭温情伦理剧《给婚姻放个假》。
2007年3月搭档贾乃亮拍摄改编自香港作家李碧华同名小说的民国人文戏《生死桥》饰演红莲；10月，参与拍摄谍战剧《长江一号》饰演胡寡妇。
2009年，5月接拍商战悬疑剧《黄金地带》饰演夏吟；9月，与陆剑民合作拍摄翻拍剧《新世间路》饰演江月明。
2010年，3月拍摄内地情感剧《傻春》饰演理性文艺的二姐赵素眠；同年，还与张国立搭档参演家庭温情剧《养父》饰演马丽华；9月，又与陈浩民搭档，参演古装玄幻剧《济公活佛》饰演佟玉霞。
2011年，2月参与公安题材电视剧《深度秘密》饰演心理辅导师冯倩；3月，与孙洪涛主演《幸福一条街》饰演喜感十足的“喜剧达人”英子；6月，拍摄以广州市公安局便衣侦查支队为创作原型，讲述他们工作和生活故事的作品《便衣支队》饰演警嫂金燕燕；7月，搭档黄觉、王海珍、张佳宁参演《谁解女人心》饰演一位非常有思想的都市女强人梅美；10月，参与围绕着80后时下热门的，婚姻情感故事的作品《首付》饰演林娇娥。
2012年，4月出演现代家庭剧《妈妈圈的流言蜚语》饰演女强人夏爱武；9月，与陶红、杨议共同参演的家庭轻喜剧《加油金多宝》饰演一位干练、霸道的销售总监董云；10月，参演家庭情感剧《你是我的亲人》饰演吴桂芝。
2014年5月，与赵薇共同主演都市情感剧《虎妈猫爸》；和李小冉、王志文、俞飞鸿共同拍摄“老少恋”话题的作品《大丈夫》饰演女土豪赵舒雅。
2017年3月，邵兵，孙绍龙搭档主演了青春励志轻喜剧《坏爸爸》，扮演了担纲的则是温柔、贤惠的妻子“蓝卿宇”一角；5月，搭档罗晋、郑爽主演互联网时代成长暖心都市电视剧《为了你我愿意热爱整个世界》。
2017年7月，主演的纪念香港回归祖国20年的电视剧《我的1997》在央视一套播出。同年9月接拍电视剧《天生梦想家》。11月，主演的抗战电影《北斗之岛城风云》在青岛开机。
2019年8月，参演电视剧《我们的西南联大》。
2014-03-24日，参加了由某品牌基金会与中华环境保护基金会合作发起的环保公益项目“IDo幸福林”活动，和当地的百对情侣志愿者共同植树，以实际行动呼吁环保。
孔琳的第一个银幕角色，把这个人物前段的轻浮和后段的成熟后的稳重，表演的令人信服。孔琳分析出了这个人物心理活动的冲突行为模式和特点，表现出了人物的矛盾、压抑、浪漫、以及激情。孔琳把人物悲惨的遭遇，痛苦的心情表现得十分出色。孔琳把人物的高傲、倔强、执着、强烈的爱恨、苦难的命运表现得淋漓尽致。