汤唯的出生地是浙江省杭州市，她的童年和青少年时期也主要在这座城市度过，曾于河坊街、武林路等富有杭州风情的地段居住。1982年至1985年间，她在杭州市高银巷幼儿园接受了启蒙教育。家庭艺术氛围浓厚，父亲从事绘画工作，母亲则是一位越剧演员，在父亲潜移默化的影响下，汤唯自幼便对绘画艺术产生了浓厚的兴趣。1985年至1991年，她进入杭州市武林路小学学习，该校后来在整合中被并入安吉路实验学校。1992年至1994年期间，汤唯先后在深圳市红岭中学和杭州第十四中学就读，完成了初中阶段的学业。1994年至1997年，她进入杭州市美术职业学校学习，在校期间，得益于老师的赏识与推荐，她开始接触影视表演，时常参与一些剧组的拍摄，扮演诸如丫鬟、大学生之类的群众角色，积累了最初的表演经验。1997年，汤唯在电视剧《中国女足》中获得了一个角色，饰演剧中的守门员，这是她早期演艺经历中的一个重要节点。1998年，一次偶然的机会，汤唯陪同朋友前往文化经纪公司面试，却意外被经纪人竺明看中并签约；借助竺明在浙江省演艺界的广泛人脉，汤唯陆续接到了许多广告拍摄工作，涵盖家电、服装、房地产等多个领域。同年，在参加中央戏剧学院的暑期表演培训班时，一位指导老师注意到她的潜质，建议她尝试报考导演系。此后，在一位导演系朋友的悉心辅导下，汤唯开始系统学习导演专业的基础知识，并在专业课考试中取得了第三名的优异成绩，顺利获得了准考证，然而却因文化课分数未达要求而落榜。面对挫折，汤唯选择坚持，她连续复读并多次参加高考，历经三年不懈努力，最终于2000年成功考入中央戏剧学院。大学期间，她积极投身于各类社团活动与公益事业，当戏剧策划人袁鸿筹办大学生戏剧节时，汤唯为了近距离感受舞台氛围，主动报名担任义工，由此与袁鸿结识。踏入话剧领域后，汤唯主动在学校内外寻找演出机会，凭借自身的努力，她获得了参演著名导演赖声川执导的话剧《如梦之梦》的宝贵机会；她在该剧中的表演可圈可点，也因此赢得了赖声川导演的认可与鼓励。早年汤唯
二零零四年，汤唯报名参加了《环球小姐》选美比赛，凭借出色的表现最终取得了北京赛区第五名的佳绩；正当她计划前往云南参与总决赛之际，一位老师向她推荐了电视剧《后海前街》的拍摄机会；经过慎重考虑，汤唯决定放弃云南的赛事，转而投身于该剧的拍摄工作，也因此止步于北京赛区五强。此后不久，她获得了出演天津电影制片厂与中央电视台电影频道节目中心联合制作的电视电影《警花燕子》的机会，这部作品成为了她职业生涯中首部担任主演的电影；在片中，她所饰演的田燕是一位带有“假小子”气质的女交警，其生动自然的表演赢得了观众与评论界的广泛好评；凭借在此片中的精彩演绎，汤唯更荣获了第6届电影频道数字电影百合奖优秀女演员奖，这无疑是对她早期演技的重要肯定。二零零五年，经由袁鸿的引荐，导演杨婷选中汤唯出演话剧《切·格瓦拉》，这进一步拓宽了她的表演领域。二零零六年，她在都市情感剧《女人不哭》中成功塑造了爱慕虚荣的物质女孩尚丽一角，尽管这是一个负面角色，但其鲜明的个性给广大观众留下了极为深刻的印象；同年六月，李安导演开始公开为电影《色·戒》遴选女主角，汤唯在初步选拔中脱颖而出，随后前往上海接受为期一个多月的密集训练，内容包括学习上海方言、穿着旗袍和高跟鞋等课程；最终，她顺利与李安导演签约，正式成为这部重要电影作品的女主角。二零零七年二月十日，汤唯与陈思诚、段奕宏、韩童生等演员联袂主演的乡村创业题材剧《红旗渠的儿女们》首次播出，她在剧中扮演了一位性格叛逆、意志坚定的大学生宁霄雅，这也是她首次在电视剧中担纲主演。同年十一月一日，她与梁朝伟合作主演的剧情片《色·戒》正式公映，在片中她诠释了受命刺杀特务头目易默成的爱国女大学生王佳芝；汤唯的表演风格沉着内敛，情感掌控收放自如，凭借这一角色她一举夺得第44届台湾电影金马奖最佳新演员奖，并获提名第23届美国独立精神奖最佳女主角奖，由此在华语影坛迅速崛起，获得了业界与观众的广泛关注。二零零八年，汤唯通过中国香港特别行政区政府推行的“优秀人才入境计划”成功获得香港居民身份，这一身份的取得使得她在事业选择上拥有了更大的自由度与空间；也在同一年，她与任泉、刘钧、车晓等人共同主演的电视剧《生死兄弟》（亦称作《生于六十年代》）播出，她在剧中饰演了推动故事发展的关键人物岳琳琳；此后，汤唯选择暂别演艺圈，前往英国潜心学习戏剧表演，逐渐淡出了公众的视线。二零一零年四月一日，她与张学友搭档主演的爱情电影《月满轩尼诗》上映，她在片中出演性格孤僻倔强、不善社交的爱莲，此片的上映标志着汤唯正式回归演艺界；凭借在此片中的精湛演出，她不仅入围了第47届台湾电影金马奖最佳女主角奖及第30届香港电影金像奖最佳女主角奖，更在第11届华语电影传媒大奖颁奖典礼上荣获最佳女主角奖；同年，她在献礼影片《建党伟业》中饰演了江南第一才女陶毅，然而由于影片最终剪辑的调整，汤唯的戏份被大量删减，在成片中仅剩下一个半边头的背影镜头。
二零一一年二月十七日，由汤唯与玄彬联袂主演的文艺影片《晚秋》于韩国正式公映，此举标志着汤唯正式进军韩国电影市场；她在影片中饰演一位因在狱中表现良好而获得假释机会的女囚安娜，尽管此前已有多个经典版本的“安娜”形象深入人心，但汤唯凭借其精湛而富有层次的表演，充分印证了导演金泰勇独具慧眼的选角眼光，为这一角色注入了崭新的生命力与情感深度；正是凭借对这一角色的成功塑造，汤唯荣获了第四十七届百想艺术大赏电影类最佳女主角奖，由此成为韩国三大影视奖项历史上首位获此殊荣的外籍女演员；不仅如此，汤唯还凭借此片在韩国影坛接连斩获十项最佳女主角大奖，同时亲自为影片献唱了同名主题曲《晚秋》，展现了其多方面的艺术才华；同年七月四日，她与金城武、甄子丹共同合作，出演了由陈可辛执导的古装武侠巨制《武侠》，在片中她诠释了容貌秀丽、性情贤淑且聪慧内敛的村妇阿玉一角，并因此获得第三十一届香港电影金像奖最佳女主角提名，该片亦成功入围第六十四届戛纳国际电影节“午夜展映”单元并进行首映；到了十二月二十七日，汤唯在同期上映的动作电影《极速天使》中扮演了驾驶技术高超的角色洪小依，进一步拓宽了其戏路。二零一二年三月二十三日，由汤唯主演的韩国文艺电影《晚秋》在中国内地全面上映，影片引发了观众与评论界的广泛热议与高度关注；七月二十七日，她出席了第六届FIRST青年电影展颁奖典礼，并获颁最受青年瞩目华语电影女演员奖；十月四日，汤唯与安圣基共同担任第十七届釜山国际电影节开幕式主持人，这不仅是她个人职业生涯的重要时刻，也创造了釜山电影节历史上首次由非韩国籍演员担纲开幕式主持的纪录。二零一三年三月二十一日，由薛晓路执导、汤唯领衔主演的爱情电影《北京遇上西雅图》隆重上映，她在片中一改往日留给观众的“文艺女神”印象，生动塑造了性格张扬、言辞犀利且沉溺于奢侈生活的拜金女性文佳佳，成功实现了个人银幕形象的突破与转型；该片上映后市场反响极为热烈，最终收获五点二亿元人民币的票房成绩，创造了当时华语爱情电影票房的新高峰；三月二十八日，影片登陆中国香港院线，上映同期香港地区票房迅速突破一千万港币，打破了内地爱情片在香港市场的票房纪录；汤唯个人则凭借此片获得第三十三届香港电影金像奖最佳女主角提名，并陆续夺得第二十一届北京大学生电影节最佳女演员奖、第二十二届上海影评人奖最佳女主角奖以及第五届中国电影导演协会年度女演员奖等多项重要荣誉；同年六月五日，她在搜狐播出的网络剧集《屌丝男士2》中友情客串，出演了一位文艺片女神的角色。
二零一四年九月，汤唯携电影《黄金时代》的主创团队一同亮相第七十一届威尼斯国际电影节的红毯仪式，吸引了众多国际媒体的关注。同年十月一日，由许鞍华执导的文艺爱情电影《黄金时代》正式公映，汤唯与冯绍峰在片中共同担任领衔主演；她所饰演的角色是民国时期的传奇女作家萧红，为了精准还原人物形象，影片服装团队参考了大量萧红的历史旧照，无论是充满现代感的蓓蕾帽与皮草装扮，还是复古风格的学生装与典雅长裙，皆力求真实再现。早在项目筹备阶段，片方就已确定由汤唯出演这一重要角色，而她在实际表演中也展现了出色的状态把控与细腻的情感演绎，将萧红的文人气韵与人生历程刻画得深入人心。凭借在此片中的精湛表现，汤唯陆续获得了多项重要奖项的提名，包括第五十一届台湾电影金马奖最佳女主角奖、第三十四届香港电影金像奖最佳女主角奖以及第三十届中国电影金鸡奖最佳女主角奖，进一步奠定了她在华语影坛的实力派地位。 进入二零一五年，汤唯有多部不同类型的电影作品相继上映，呈现出她作为演员的多元面貌。一月十六日，她与克里斯·海姆斯沃斯、王力宏联袂主演的动作片《骇客交锋》在美国率先上映，汤唯在片中饰演黑帽黑客的前女友利恩，这也是她与王力宏继《色·戒》之后再次携手合作。七月十六日，一部奇幻题材影片《捉妖记》登陆院线，汤唯特别出演了其中性格俏皮幽默、充满喜剧色彩的大押店老板娘，为影片增添了不少亮色。紧接着在七月二十四日，她与廖凡合作主演的爱情喜剧片《命中注定》温暖上映，汤唯饰演的是一位勇敢追寻真爱的兽医方圆，展现了角色独立而真挚的情感世界。八月二十七日，由她搭档刘青云领衔主演的剧情片《三城记》与观众见面，汤唯在片中诠释了贤良持家、内心坚韧的月荣一角，凭借这一动人表演，她再度提名第三十五届香港电影金像奖最佳女主角奖，并为电影倾情献唱了主题曲《永远的微笑》。九月二日，她又在一部歌舞剧情片《华丽上班族》中特别出演白领苏菲，并与陈奕迅共同演唱了影片的插曲《我们的老地方》。此外，汤唯还受邀为电影《她的传说》献唱了主题曲[《꿈속의 사랑》，这也是她首次尝试用韩语完整演唱音乐作品，展现了其在音乐领域的跨界潜力。 二零一六年四月二十九日，汤唯与导演薛晓路再度合作的爱情电影《北京遇上西雅图之不二情书》全国公映。该片最终收获了七点九亿元的优异票房成绩，成功刷新了当时华语爱情片的票房纪录。汤唯在片中塑造了一位带有草莽气息却不失傲骨风骨的赌场公关焦姣爷，其鲜活而立体的表演令观众印象深刻，并借此提名第三十六届香港电影金像奖最佳女主角奖。与此同时，她也亲自为影片献声，演唱了主题曲《我曾经也想过一了百了》，通过歌声进一步传递出角色复杂的情感层次。
二零一八年十二月三十一日，由导演毕赣精心打造的文艺电影《地球最后的夜晚》正式登陆全国院线。在这部作品中，演员汤唯大胆尝试了一人分饰两角的表演，她既演绎了危险而充满神秘气息的万绮雯，也诠释了性格单纯善良的凯珍；在毕赣导演所构建的那个充满诗意与梦幻感的时空里，她与演员黄觉搭档，共同呈现了一段细腻而浪漫的情感故事。实际上，在该片公映之前，它就已经成功入选了第七十一届戛纳国际电影节“一种关注”竞赛单元，显示出国际影坛对其艺术品质的认可。影片上映后，市场反响同样热烈，仅在首周末两天之内便累计收获了二点七五亿元人民币的票房成绩，并一举夺得二零一九年元旦档期的票房亚军。进入二零一九年四月二十日，汤唯以友情客串的身份参与演出的电影《狗眼看人心》也与观众见面。同年十二月六日，她第三次与薛晓路导演合作，并联合演员雷佳音主演的犯罪悬疑题材电影《吹哨人》上映，她在片中扮演了一位个性独立、内心强大的神秘女性周雯；为了这部影片，汤唯亲自挑战了包括破窗、高速追车在内的多项高难度动作场面，其中不少危险戏份都是其演艺生涯中的首次体验。紧接着在十二月十七日，由她与朱亚文共同领衔主演的古装宫廷剧《大明风华》于湖南卫视迎来首播，汤唯在剧中饰演的女主角孙若微性格坚韧倔强、敢于反抗强权，这部作品也成为了她个人职业生涯中的首部古装电视剧。时间来到二零二二年五月二十三日，汤唯与韩国著名导演朴赞郁携手合作的爱情电影《分手的决心》在第七十五届戛纳国际电影节举行了盛大的全球首映礼，她在片中饰演了冷艳美丽且笼罩在重重迷雾中的女主角瑞莱；值得关注的是，早在策划剧本阶段，朴赞郁导演就已决定邀请汤唯担纲主演，因此特意将女主人公的背景设定为来自中国，他甚至在剧本尚未完全完成之际便向汤唯发出了出演邀请，并在得到她肯定的答复后才最终完善了剩余的剧本内容；凭借在此片中的精湛演绎，汤唯先后荣获了第二十七届韩国春史电影奖最佳女主角奖、第四十二届韩国影评奖最佳女主角奖以及第三十一届釜日电影奖最佳女主角奖等重要奖项，她也因此成为首位在韩国获得釜日电影奖最佳女主角荣誉的外籍女演员；至此，汤唯已经集齐了釜日电影奖、春史电影奖和韩国影评奖这三座韩国最具影响力的专业电影奖项的最佳女主角奖杯，实现了被称为“韩影三小奖”的大满贯成就；与此同时，她的出色表现还被收录进《洛杉矶时报》所评选的二零二二年度电影表演榜单。二零二三年三月十二日，汤唯凭借爱情片《分手的决心》夺得第十六届亚洲电影大奖最佳女主角奖；随后在四月二十八日，她又因电影《分手的决心》中的表演获得了第五十九届百想艺术大奖电影类最佳女主角奖。二零二四年六月五日，她与裴秀智、朴宝剑、孔刘等演员合作主演的科幻爱情电影《梦境》在韩国上映，她在片中饰演女主角白李，凭借这一角色她不仅提名了第四十五届韩国青龙电影奖最佳女主角奖，还成功摘得了该奖项的人气奖。二零二五年三月十六日，汤唯再度获得荣誉，被授予第十八届亚洲电影大奖卓越亚洲电影人大奖。
汤唯出生于一个充满艺术氛围的家庭，作为家中独女，她自幼便受到父母深厚的艺术熏陶。她的父亲汤余铭先生是一位颇具造诣的画家，常以“北雁山人”为笔名进行创作。母亲施西凤女士年轻时曾从事演员工作，其后为了进一步提升艺术修养，她选择进入浙江美术学院（现中国美术学院）深造，专攻工艺美术专业。出于对父母的关爱与责任，汤唯后来特意将二老接到北京共同生活，并悉心为热爱绘画的父亲筹备并布置了一间专门的工作室，以支持他的艺术事业。在个人成长与专业追求上，汤唯于2008年前往英国，进行了短期的戏剧表演学习，以此拓宽自己的表演视野。 回顾其情感经历，早在1995年，汤唯在杭州参加中央戏剧学院表演系招生考试时，与朱雨辰偶然相遇。此后，朱雨辰对汤唯展开追求，两人由此开始交往，但最终因彼此性格存在差异而选择分手。2004年，汤唯在参与拍摄电影《警花燕子》《警花燕子》期间，与同剧演员田雨相识并相恋，这段感情持续了大约三年，后于2007年平静结束。2010年，汤唯因拍摄电影《晚秋》《晚秋》而首次结识了该片的韩国导演金泰勇。到了2013年10月，汤唯在韩国拍摄广告期间，与金泰勇导演再度相逢，这次重逢让两人的关系逐渐加深，最终从朋友发展为恋人。2014年7月2日，汤唯与金泰勇正式宣布订婚；随后于同年8月19日，两人举行了婚礼，结为夫妇。2016年8月25日，汤唯在香港顺利诞下一女，他们为女儿取了一个温馨的英文小名，叫作summer。
2007年12月10日，汤唯出席了“2007光影星播客温暖基金扶贫慈善夜”活动，她捐赠了来自电影《色·戒》的一件重要道具旗袍进行现场拍卖，最终这件富有纪念意义的旗袍成功拍得五万元人民币，全部款项用于扶贫慈善事业。次年，即2008年6月10日，在舞台剧《暗恋桃花源》正式演出之前，汤唯特意参加了相关的捐款活动，她不仅亲自到场支持，还向每一位奉献爱心的观众赠送了精心制作的《暗恋桃花源》纪念册，以感谢他们的善举。 2010年9月13日，汤唯深入中国云南地区的希望小学和当地村户进行探访，她此行的主要目的是实地考察SK-II“晶莹人生”公益项目为当地居民健康饮用水条件所带来的具体改善，同时她也为边远山区的孩子们和家庭送去了急需的干净饮用水。两年后的2012年7月13日，汤唯又以志愿者身份前往山西吕梁山区，开展了为期六天的慈善探访工作；在此期间，她与当地村民一同劳动，参与了清理淤泥和打扫环境等工作，并积极为改善该地区的生活用水和教育资源状况贡献自己的力量。 2014年，汤唯的公益行动持续进行。4月2日，她与《北京遇上西雅图》剧组共同参与了由北京星星雨教育研究所主办的“点亮蓝灯，爱心筹款晚宴”，并捐出了剧中的名牌道具包和服装进行义卖，所筹得的善款全部用于支持自闭症儿童的相关项目；同年10月12日，她再次参加星星雨教育研究所的公益活动，在现场与孤独症孩子们亲切互动、一同玩耍；到了11月25日，汤唯与她所代言的某个韩国品牌联合启动了一项慈善计划，这项计划旨在对韩国的未婚妈妈之家提供长期援助，首批行动已向八所未婚妈妈单亲家庭庇护所捐赠了总价值达三千万韩元的各类设施与生活物资。 2015年1月19日，汤唯与导演薛晓璐共同发起了一项名为“星星快行动·关注自闭症儿童”的可持续公益项目，希望通过这一平台持续呼吁社会公众增进对自闭症儿童群体的了解与关怀。事实上，汤唯对于戏剧艺术与青年教育的支持也由来已久。早在2011年10月27日，她便回到母校中央戏剧学院，担任了第三届北京大学生戏剧节闭幕式的颁奖嘉宾，以此鼓励戏剧学院的学弟学妹们勇敢地投身于话剧舞台。2012年9月6日，她担任“爱丁堡前沿剧展”的志愿者，并在相关公益茶会及开票活动中，个人自费购买了上百张演出门票，亲笔签名后赠送给各高校的大学生话剧社团，邀请年轻戏剧爱好者们观摩国际级的戏剧精品；随后在10月19日，当“爱丁堡前沿剧展”的剧目《安德鲁与多莉尼》在杭州开幕时，汤唯继续以志愿者身份提供了支持。同年8月29日，她还受邀担任了纪念中韩建交二十周年“韩国电影展”的影展大使，促进了中韩文化交流。 2024年6月6日，演员汤唯在法国莫尔比昂参与了巴黎奥运会火炬传递活动，这是奥运火炬传递旅程中的第二十六站，她也借此机会向世界展现了积极健康的形象。
汤唯的表演风格以沉着内敛、收放自如而著称，她通过富有层次的演绎将王佳芝这一角色刻画得极为真实可信，充分展现了其作为优秀演员所具备的深厚潜力和专业素养，堪称一位表现卓越的演艺人才。汤唯在业界与观众中同时享有广泛人气与扎实演技，这使她成为一位风格独具、辨识度极高的女演员。她气质高雅出众，散发着独特而迷人的个人魅力，尤其在韩国，公众普遍赞誉她为天然五官精致、自带氛围感的气质美人。汤唯在表演中透露出一种充满野性的生命力，时常给人以深邃而神秘的观感，她的演出往往蕴含强烈的爆发力，能够为每个角色注入鲜活的灵魂。此外，汤唯还拥有一种难得的专注特质，可塑空间极为宽广，加之其扎实的戏剧学院功底，令她在表演道路上始终保有丰富的可能性，未来无疑拥有更为广阔的发展前景。