陶慧出生于一个典型的知识分子家庭，在开明而民主的家庭氛围中成长。她的父亲陶景霞当时任职于湖南工业大学，在这样的环境熏陶下，陶慧自幼便对文艺活动表现出浓厚的兴趣。大约七八岁时，她参加了“小星星舞蹈大赛”，凭借出色的表现荣获省级一等奖；随后在“株洲市呼啦圈大赛”中，她别出心裁地将舞蹈动作巧妙融入呼啦圈运动，这一创意让现场评委眼前一亮，最终斩获了特等奖。出于对舞蹈艺术的热爱，陶慧在十岁那年成功考入广州舞蹈学校，接受了五年系统的舞蹈训练。然而在学习过程中，她逐渐对表演产生了更强烈的向往，于是决定转向表演专业发展。在报考艺术院校时，她扎实的舞蹈功底在形体展示环节展现出显著优势，这帮助她以专业第一的优异成绩顺利被解放军艺术学院戏剧表演系录取，并与后来广为人知的演员沈腾成为同班同学。2003年，陶慧正式从解放军艺术学院戏剧表演系毕业。在毕业数年之后，她并未停止自我提升的步伐，在拍戏工作之余，又通过努力考取了北京大学心理系应用心理学专业的硕士研究生，继续拓展自己的学识领域。此外，她早期身穿军装的照片也给人留下了深刻印象，展现了其青春而飒爽的另一面。
二零零四年，一部红色题材电影《曾克林出关》登上银幕，陶慧在片中饰演一位部队医护人员，她以一头干净利落的短发造型亮相，被大家亲切地称为“假小子”。这部电影不仅获得了第二十四届中国电影金鸡奖最佳电视电影片奖的荣誉，也让尚未正式毕业的陶慧在影视行业内初露头角，积累起一定的知名度。到了二零零六年，她担任主演的电视剧《蓝狐》正式播出，该剧原名《不良少女成功记》，被业界视作中国首部聚焦“古惑女”故事的电视剧作品，陶慧在剧中成功塑造了宁宁这一角色。同一年，她与陈小艺、张嘉译等知名演员共同主演的电视剧《生死劫》在中国内地播出，她在其中饰演了性格鲜明的沙小修一角。二零零七年，陶慧主演的电视剧《谁在你背后》与观众见面，她在剧中担纲女一号章涵，饰演一位青春洋溢、歌声动人的女歌手，展现了角色独特的艺术魅力。也是在这一年，她参与了电视剧《双枪李向阳》的拍摄，并在剧中诠释了牧野川子这个人物。二零零九年，陶慧在导演管虎执导的电视剧《外乡人》中出演女主角叶子，这是她与管虎导演的首次合作。为了贴近角色，陶慧在剧中的形象有了很大改变，她以素颜状态出演，通过精湛而细腻的表演，生动刻画了女主角叶子从天真女孩逐渐成熟为坚韧女性的成长轨迹，同时也深刻呈现了一个“外来妹”在都市中努力奋斗、艰难成长的感人历程。同年，她还参与了电视剧《非亲姐妹》的拍摄，饰演了丁菲这一角色。在此之后的数年间，陶慧持续活跃于荧屏，并特别参演了多部弘扬红色文化的影视作品。二零一零年，她出演的电影《杨勇战鲁西》是一部描绘杨勇将军在鲁西地区英勇抗击日寇武装斗争的历史题材影片，陶慧在片中饰演杨勇将军的夫人林彬，展现了革命伴侣的深情与坚毅；二零一二年，一部展现烽火岁月中红军女战士铁血柔情的电视剧《女子军魂》在全国范围播出，陶慧饰演了枪法精准、英姿飒爽的中共红军妇女独立团一连连长王三妹；同年，她与柴浩、连奕名、周晓欧、景岗山等演员联袂主演的电视剧《小城协警》也首次与观众见面。二零一三年六月十四日，她参与拍摄的电影《枕边有张脸》在中国内地影院上映，她在片中饰演刘灵。而在电影《给我一双慧眼》中，她则担纲女主角朱秀文，生动演绎了一位女大学生村官在基层实践中历练成长的曲折道路。同年六月二十六日，她与丁海峰、刘长纯、聂玫等共同主演的电视剧《烈火凤凰》于中国首播，陶慧在剧中出演女一号廉新凤，这一角色被形容为抗战时期的女版李云龙，以其果敢刚毅的性格给观众留下了深刻印象。
二零一四年九月三十日，由徐峥、黄渤、马苏等联袂主演的电影《心花路放》正式登陆中国各大院线。在该片中，陶慧饰演了女二号阿凡达一角，这是她首次以利落短发搭配阿凡达主题COSPLAY造型亮相大银幕，这一鲜明独特的形象给广大观众留下了极为深刻的印象，并收获了业界与观众的一致好评。影片上映后市场反响热烈，接连打破多项票房纪录，最终取得了十分亮眼的商业成绩。次年，她在周播栏目剧《相爱穿梭千年》中挑战了许皇后这一角色，这也是她演艺生涯里第一次尝试古装扮相，展现了其形象上的可塑性。随后在电影《无悔的心》中，她担纲女主角，出演苏秀颖；同年她还主演了电影《GOOD OLD DAYS》，在片中饰演女主角静。该片凭借其出色的艺术品质，在意大利卡尔皮举办的第13届瑞吉欧亚洲电影节上荣获了最佳电影奖，赢得了国际层面的认可。 进入二零一六年，陶慧在都市情感大剧《北上广不相信眼泪》中饰演女二号汪涵，与朱亚文、马伊琍展开了首次合作。她在剧中塑造了一位为朋友两肋插刀、肝胆相照的现代女性，生动诠释了何为“百分百中国好闺蜜”。其表演被众多网友称赞为“演技与身材双双在线”，更被誉为“最抢镜的女配角”。该剧自播出后收视率持续走高，长期稳居同期收视榜单的前列。同年，她还积极参与了多部影视作品的拍摄，包括电影《夫妇何求》、电视剧《追婚记》以及《芈月传》等，进一步拓宽了表演路径。 二零一七年，她在作品《六位帝狂玩》中扮演了占卜大师叶塞尼亚，这个充满智慧的角色被观众亲切地称为剧中的“智慧担当”。此次演出不仅是陶慧与开心麻花团队的初次携手，也是她个人首次涉足喜剧领域，尝试了与以往不同的表演风格。到了二零一八年，她参演的谍战大戏《和平饭店》播出，该剧由陈数、雷佳音、李光洁等共同主演。这也是陶慧与导演李骏继《北上广不相信眼泪》之后的第二次合作。在剧中，她饰演了一位泼辣性感、风情万种的东北名媛刘金花。为了贴近角色，她在开机前专门花费数月时间学习东北二人转表演。在具体的演绎过程中，陶慧深入揣摩人物背景，对诸多细节进行了精心设计：例如为强化刘金花的妩媚气质而特别化上“桃花妆”；为凸显东北女性敦实豪爽的形象，特意在戏服内多层穿搭；甚至细致到走路时胯部的摆动幅度、以及盘腿上炕等标志性动作，都经过反复琢磨，使得角色鲜活立体，深入人心。
在2019年，陶慧参演了主旋律题材电影作品《半条棉被》，于片中饰演了女红军战士董秀云一角。这部影片是专门为献礼新中国成立七十周年而精心打造的一部精品力作，同时也是陶慧回到自己家乡进行拍摄的一部重要电影。在正式进入剧组开始拍摄之前，陶慧投入了大量时间进行细致的资料搜集与案头准备工作，例如，她深入查阅了当年红军的具体行军路线、红军与当地民众之间建立的深厚关系、以及红军在当时所流行的服装样式、日常言语习惯等等诸多细节。该片凭借其精良的制作和深刻的内涵，成功荣获了湖南省第十五届精神文明建设“五个一工程”优秀作品奖。到了次年，由她主演的都市爱情轻喜剧《舒克与桃花》正式播出。2021年3月，她主演的另一部电影《陀螺女孩》宣布开机，这部影片的创作灵感来源于一则真实的新闻事件，具有强烈的现实意义。同年8月6日，她主演的恐怖题材电影《最后一间房》登陆院线。随后在11月12日，她主演的动作电影《风雪战士》于北京房山正式开机；12月31日，她参与了《梦圆东方·2022东方卫视跨年盛典》的演出或录制活动。2023年7月21日，她参演的电影《超能一家人》上映，陶慧在片中饰演了“飞天姐姐”郑罗曼。影片中有一段极具观赏性的“飞天芭蕾”表演，这对演员的核心力量与控制能力提出了较高要求，为此陶慧专门花费了近一个月的时间在威亚机上进行反复训练，以完美呈现角色状态。同年10月18日，她参演的网剧《仿生人间》正式播出。进入2024年，陶慧出演了个人首部话剧作品《你好吗》，在剧中饰演女主角贺卓，这也是她自大学毕业后首次登上话剧舞台进行表演，意义非凡。3月15日，由她主演的电影《陀螺女孩》上映。2024年11月1日，她参加的综艺节目《宗师列传·大唐诗人传》播出，并在其中饰演了韩襄客这一角色。2025年4月23日，她参演的电影《好好的》上映。同年8月22日，她参演的另一部电影《再见，坏蛋》在全国范围内公映。然而在8月28日，原定上映的电影《再见，坏蛋》官方宣布撤档。到了11月1日，她参演的电视剧《树影迷宫》如期播出。
陶慧的父亲陶景霞出身于军人家庭，在陶慧出生时，他仍在新疆的某支部队服役，因此陶慧的童年早期与军营环境有着紧密的联系。直到三岁那年，由于父母工作调动，陶慧随全家一同迁回湖南株洲定居。自幼年起，陶慧便展现出十分突出的艺术天分，她的父母注意到这一特质后，便为当时还在清水塘小学就读的陶慧报名了舞蹈培训班，使她得以在完成日常学业的同时，系统学习舞蹈艺术。2001年，原本计划报考中央戏剧学院的陶慧，偶然在酒店看到解放军人民艺术学院的招生信息，抱着试一试的心态参加考试，却意外被录取。这次机缘不仅开启了她的表演之路，也赋予了她另一重身份——现役军人，使她的职业生涯兼具艺术与军旅的双重色彩。在个人生活方面，陶慧长期保持着健身的习惯，她经常在微博平台分享自己的锻炼日常，因其更新频率高、内容积极，被众多网友亲切地称为“日更健身妹”。此外，陶慧也通过各类写真与生活照向公众展现其多面的形象，这些照片记录了她从日常休闲到工作状态的不同瞬间，其中不乏与友人合影的片段，例如一张照片中她位于左侧第一位，另一张则位于右侧第一位，还有一张在集体照中处于左二位置。这些丰富的影像资料，从不同角度呈现了陶慧在舞台之外真实、生动的生活面貌。
二零一六年十月三十日，陶慧亲身参与了享誉全球的顶级障碍赛事——斯巴达勇士赛。当日北京的气温已降至零摄氏度左右，环境条件颇为严酷。比赛中，她不仅需要俯身钻进铁丝网下的冰冷泥潭，在其中匍匐前进、摸爬滚打，还要在不借助任何辅助工具的情况下，徒手翻越一道道高大的障碍栏。进入赛程后半段，陶慧更是全力以赴，先后完成了攀爬悬垂的绳索、翻越数米高的垂直墙体等一系列极具挑战性的项目。最终，她凭借坚韧的意志与出色的体能，成功闯过了所有关卡，圆满完成了全长约六公里的全程障碍挑战。
陶慧因其时尚独特的外形、精湛在线的演技，以及性感健康的身材，长期以来被广大观众和网友誉为“镜头前最具魅力的女演员之一”。尽管在作品宣传期之外，她很少活跃于公众视野，但陶慧凭借其扎实的表演功底，成功塑造了众多令人过目难忘的经典角色。例如，在电影《心花路放》中，她饰演了那位神秘而迷人的阿凡达女郎东东，其表演充满了异域风情与故事感；在电视剧《北上广不相信眼泪》里，她化身成为中国好闺蜜“汪涵”，以真挚自然的情感演绎赢得了观众的喜爱；此外，在2018年的热播剧《和平饭店》中，她所扮演的彪悍又风趣的“东北名媛”刘金花，更是以其鲜明的个性色彩和生动的喜剧表现，深入人心。正是通过这些风格各异的影视形象，陶慧在观众心中牢固地树立起了“实力派演员”的称号。 在舞台上与镜头前，陶慧的表演可谓光芒四射、极为“高调”，然而回归到个人生活，她却保持着难得的低调与谦和。纵观其演艺生涯，陶慧始终致力于挑战自我，不断尝试着跨度极大的角色与迥异的表演风格。无论是《心花路放》中那位充满幻想色彩的“阿凡达”角色，还是历史题材作品中温柔坚毅、平易近人的女红军形象，抑或是现代剧里性格泼辣、张扬耀眼的名媛人物，她所诠释的每一个女性形象都独具魅力，总能给观众带来新鲜感并留下深刻的记忆。 尤其值得一提的是，近年来陶慧在角色选择上展现了更为显著的跨度与多样性。在宁浩执导的电影《心花路放》中，她出演的阿凡达女郎，生动展现了一位草台班子舞蹈演员对爱情那种直接而狂野、不顾一切的追求，情感表达极具张力。而在《芈月传》中，她饰演的虢美人一角，则转向了古典含蓄的表演路径，以考究细腻的仪态和神情，成功刻画了先秦时期深宫女性的复杂内心与命运沉浮。至于在《北上广不相信眼泪》里塑造的都市女性代表、欢喜闺蜜汪涵，陶慧又切换至轻松明快的节奏，以充满活力的演绎为作品注入了无限的欢乐与温暖。 此外，她在《追婚记》中饰演的白芨一角，其人物性格与命运轨迹更是与上述所有角色形成了鲜明对比，展现了她挖掘角色深层特质的能力。能够在短时间内承担起如此多样且差异巨大的角色，并均能出色完成，足见陶慧深厚的表演功底与极强的可塑性。正所谓“一斑如此，全豹可知”，从这些精彩纷呈的角色演绎中，我们足以窥见她作为一位专业演员的全面实力与艺术追求。