一九八八年冬季即将结束的时候，毛晓彤在天津市降生。自四岁起，她便在天津市小天使乐团接触并系统学习电子琴，随后多次受邀参与天津电视台的节目录制，在镜头前担任领奏角色。到了八岁，她的艺术学习之路进一步拓宽，不仅开始接触钢琴，还同时加入了天津摇篮少儿艺术学校合唱团，正式接受声乐训练。十二岁时，毛晓彤的钢琴演奏水平已通过五级考核；也是在这一年，她对舞蹈产生兴趣，开始了拉丁舞的学习。次年，十三岁的她凭借努力考入北京的专业院校，专攻国际标准舞，涵盖拉丁舞与摩登舞两个方向，由此开始了独立的住校生活，通常只能在周末返家与亲人团聚；在校学习期间，她凭借出色的舞蹈表现屡次获得各类奖项。童年时期，由于喜爱观赏古装剧《还珠格格》，毛晓彤常常想象自己头戴旗头、脚踏花盆鞋的古典模样。后来，她在《每日新报》上偶然看到表演预科班正在招生的信息，于是萌生了尝试的念头并果断报名。经过为期四个月的密集学习与准备，毛晓彤于二零零五年顺利通过考核，成为中央戏剧学院表演系的一名新生。就在同一年，她客串出演的都市喜剧作品《杨光的快乐生活2》也与观众见面。在中央戏剧学院求学阶段，她因专业成绩突出，还曾荣获学年度专业优秀奖学金。
二零一零年，毛晓彤参与演出的古装悬疑剧《女神捕》首次与观众见面，她在剧中扮演了铁飞花身边那位忠心耿耿的丫鬟柳儿，由此正式开启了她的演艺生涯。进入二零一一年八月，由她担纲主演的家庭情感剧《傻春》通过卫星频道播出，她在剧中诠释了少年时期的赵家三姑娘赵素不，这个角色性格直率、重情重义，始终体贴关怀着自己的长姐；同年十一月，她参演的清宫题材剧集《甄嬛传》正式首播，她在剧中化身为气质娴雅、与世无争的瑛贵人，展现了其塑造古典人物的潜力。 时间来到二零一三年五月，毛晓彤主演的都市生活剧《唐山大地震》登陆卫视平台；随后在九月，她与陈冠霖共同主演的抗日题材作品《代号九耳犬》播出，她所饰演的是一位机敏聪慧却因出身而内心自卑的大学生徐萌萌，这一角色丰富了她的表演层次；同年十二月，她再次与钟汉良、张檬合作，主演的金庸武侠巨制《天龙八部》于湖南卫视亮相，她在剧中成功塑造了不谙世事、纯真烂漫的少女钟灵，给观众留下了深刻印象。 二零一四年五月，她主演的民国传奇剧《刀客家族的女人》在北京卫视黄金时段播出，毛晓彤在剧中一改往日乖巧甜美的形象，饰演了一位英气勃发、精通骑射的巾帼英雄明月，实现了演技上的突破；七月，她与戚薇、王传君联袂主演的爱情轻喜剧《爱情回来了》上星播出，她扮演了娇憨又略带任性的都市女孩包念念，这也是她首次主演现代时装剧集；九月，她与张若昀共同主演的抗日剧《雪豹坚强岁月》在浙江卫视首播，她在剧中饰演了一位来自南京女子学校的教师萧雅，展现了乱世中知识女性的坚韧；十一月，她参与了密室逃脱游戏真人秀节目《星星的密室》的录制，并凭借出色表现一路闯关，最终获得了决赛亚军的好成绩；十二月，她主演的另一部金庸武侠剧《神雕侠侣》播出，她在剧中诠释了性格刁蛮却又不失娇俏可爱的郭芙一角。 回溯至二零一二年四月，她参演的抗战题材剧集《母子情仇》开播，她在剧中饰演了富家千金董淼淼；同年六月，她与钟汉良、张檬再度合作主演的古龙武侠剧《天涯明月刀》登陆湖南卫视，毛晓彤在剧中扮演了活泼开朗、心地纯净的南宫世家大小姐南宫翎，这也是她演艺生涯中首次尝试大量动作戏份；此后，她更凭借这一角色获得了业界认可，成功入围第三届乐视影视盛典电视剧最佳新人奖；同年十月，她主演的民国剧《叶落长安》上星播出；十一月，她出演的清代武侠剧《咏春传奇》首播，她在剧中饰演了识大体、顾大局，最终为爱牺牲的程书瑶，展现了角色深沉的情感力量。毛晓彤通过这些年一系列多样化的角色尝试，逐步在影视行业中奠定了自己的位置。
二零一五年二月，由她担纲主演的民国背景情感大戏《淑女之家》正式于浙江卫视与观众见面，剧中她生动诠释了留学归来、气质出众的沈家三小姐曾凌戈这一角色；同年八月，其主演的励志向爱情电影《我是奋青》登陆全国院线，她在片中化身为机灵古怪、充满朝气的职场新人苏昰，展现了初入职场的鲜活面貌；到了九月，她主演的一部古装题材剧集《大汉情缘之云中歌》成功上星播出，她所塑造的上官小妹命运多舛，年仅六岁便遭遇家族覆灭之痛，随后被迫进入深宫成为皇后，其角色经历了从年少无知到情愫暗生的成长历程，最终成为太皇太后，一生对皇帝痴情不渝，甚至在生死相隔后依然默默守护着对方的江山社稷；十一月，她再度与演员王传君携手，共同主演的青春偶像剧《乌鸦嘴妙女郎》迎来首播，剧中她饰演的女主角贝丽丽是一位心地善良、性格活泼的职场新鲜人，为故事注入了满满的青春气息；十二月，由她领衔主演的古装喜剧《金牌红娘2》火热开播，她在剧中扮演了一位才貌双全、文武兼修的知府千金金玲珑，演绎了一段充满欢笑与温情的故事。 时间来到二零一六年二月，毛晓彤首次受邀参与大型晚会《2016年中央电视台元宵晚会》，并在精彩的开场表演中献唱了歌曲《采茶扑蝶》，展现了其多才多艺的一面；同年八月，她与白宇联袂主演的都市偶像剧《微微一笑很倾城》登陆东方卫视播出，剧中她饰演了热情直爽、天真烂漫的女大学生赵二喜，形象深入人心；十一月，她主演的另一部古装剧《锦绣未央》于北京卫视首播，此次毛晓彤首次挑战反派角色，成功塑造了外表柔弱可怜、内心却隐忍腹黑的李常茹，其精湛演技获得广泛认可，并凭借这一角色荣获二零一六年国剧盛典“荧幕魅力演员奖”；此外，在同一年内，她还与张若昀、白宇等演员合作，共同主演了古装剧《霍去病》，该剧于内蒙古开机，她在剧中饰演了英姿飒爽的女将军蓁娥，进一步拓宽了戏路。 二零一七年一月，她主演的都市情感剧《不得不爱》正式首播，剧中她饰演了出身豪门、经历复杂的千金小姐姚瑶；六月，她领衔主演的改编自动漫的古装剧《画江湖之不良人》投入拍摄，她在剧中饰演了文武双全、骨子里充满傲气的侍女姬如雪，角色颇具挑战性；九月十一日，其主演的青春偶像剧《美味奇缘》与观众见面，她所饰演的女主角宋佳茗是一位身世坎坷却始终乐观开朗的美食节目编导，角色充满正能量；她还亲自为该剧献唱了插曲《遥远的诺言》，用歌声丰富了剧集的情感表达。 二零一八年四月，毛晓彤参与录制的中央电视台音乐文化类节目《经典咏流传第一季》如期播出，她以一袭典雅的古装白衣造型亮相，并深情演唱了歌曲《迢迢牵牛星》，令人印象深刻；五月，她作为嘉宾参与录制的音乐真人秀节目《跨界歌王第三季》正式开播；七月，她加盟的舞蹈竞技类真人秀《新舞林大会》全面上线；八月，由她领衔主演的古装爱情剧《平妖传》播出，她在剧中饰演了身手矫捷、性格亦正亦邪的狐族少女胡永儿，演绎了一段跨越种族的奇幻爱恋。 二零一九年五月，她以常驻嘉宾身份参与录制的婚恋观察类真人秀《亲爱的，结婚吧！》首播，她在节目中分享了诸多关于情感与生活的见解；十月，她领衔主演的科幻爱情轻喜剧《我的机器人男友》播出，剧中她饰演了活泼开朗、行事大胆的记者蒋梦言，角色充满现代感与活力；十一月，她与于朦胧合作主演的都市偶像剧《谁的青春不叛逆》开播，在剧中她饰演了一位聪明伶俐、鬼马精灵的职场精英唐诗，展现了都市女性的独立与智慧。
二零二零年一月，她首次登上喜剧表演的舞台，参与了中央广播电视总台语言类晚会《2020新春喜剧之夜》的录制，该节目正式上线标志着其喜剧领域的首秀圆满达成。同年六月，她再度亮相央视，投身于文化综艺节目《环球综艺秀》的录制之中，节目播出时，她以一袭黑衣搭配鲜艳红裙、手持红扇翩然起舞的形象给观众留下了深刻印象。到了七月，由她主演的探险题材剧集《重启之极海听雷》正式与观众见面，她在剧中成功塑造了性格飒爽利落、身手矫健不凡的角色白昊天；不仅如此，她还亲自为该剧献唱了插曲《冒险》，展现出多方面的才华。紧随其后，她主演的另一部都市情感剧《三十而已》通过卫星频道播出，在剧中她饰演的公司职员钟晓芹，起初只是一个安于平凡生活的普通女孩，却在经历婚姻的关键转折后实现了深刻的自我觉醒，最终鼓起勇气打破原有生活轨迹，奋力重建属于自己的精彩人生。凭借对这一角色的出色诠释，她成功入围第二十七届上海电视节白玉兰奖最佳女配角奖的角逐，并最终荣获第二十九届华鼎奖中国当代题材电视剧最佳女演员奖的殊荣。九月，她以参赛者身份加入江苏卫视蒙面类舞蹈竞演节目《蒙面舞王》，该节目如期上线。十月二十日，她在第七届中国电视好演员奖的评选中脱颖而出，将绿组女演员奖收入囊中。 时间来到二零二一年八月，她与演员白宇联袂主演的家庭情感剧《乔家的儿女》在浙江卫视播出，她在剧中饰演了性格坚韧且独立的乔家三女儿乔三丽。同年十二月，她与罗晋共同主演的电视剧《埃博拉前线》通过卫星频道播出，她所饰演的调查记者何欢，外表看似纤弱，但行事作风十分干练，内心世界则充满了坚韧的力量。十二月三十一日，由她领衔主演的爱情题材电影《以年为单位的恋爱》登陆全国院线，她在片中饰演了独自在异乡努力打拼的酒店经理陆鹿珊。 二零二二年八月十四日，她在二零二二微博电影之夜上荣获年度进取演员奖。同年八月，她以固定嘉宾的身份参与了职场观察类真人秀节目《跃上高阶职场》的录制。十一月二十九日，她在微博视界大会上获得了年度期待演员奖的肯定。 二零二三年三月，由她领衔主演的都市情感剧《心想事成》于中央电视台电视剧频道首播，她在剧中饰演了性格乐观知足、懂得随遇而安的角色孙想，同时她还为该剧演唱了主题曲《心想》。五月，她与陈晓联袂主演的古装剧《云襄传》播出，她在剧中化身古灵精怪、武功卓绝的女侠舒亚男。十月，她与赵又廷合作主演的医疗题材剧集《问心》登陆中央电视台电视剧频道，她在剧中饰演了温暖善良的重症监护室主治医师方筱然。 二零二四年一月一日，她在二零二三国剧盛典上获得年度优秀演员奖。二月九日，她参加了《2024年中央广播电视总台春节联欢晚会》，并与王阳、黄轩、杨幂共同演唱了歌曲《让幸福飞起来》。同日，由她参与录制的新华社“声在中国”出品的大型文化节目福暖四季春节篇新年贺岁MV《过年好》正式对外发布。二月十日，她在第二届中国电视剧年度盛典上斩获年度突破女演员奖。二月十一日，她担任了《2024天津卫视相声春晚》的主持人，并与秦霄贤合作演唱了歌曲《莫问归期》。五月十六日，她出演的古装传奇剧《庆余年第二季》播出。六月十日，她参加了《奋楫家国——碧水长歌颂端阳2024》，并在活动中演唱了歌曲《落在生命里的光》。六月二十四日，她参加了《2024腾讯视频鹅剧派对》。七月十三日，她参与的节目《国家宝藏第四季》播出。九月十七日，她参加了《2024年中央广播电视总台中秋晚会》，并与关晓彤共同演唱了《岁岁》。九月十九日，由毛晓彤领衔主演的电视剧《云襄传2》正式官宣了主演阵容。十月六日，她参加了《千里江山如歌》，并演唱了《一荤一素》。十月十二日，她参加了《2024美好奇妙夜》，并在晚会上演绎了节目《逃之夭夭》。十月十五日，由她主演的江湖奇谋题材剧集《云襄传之将进酒》正式开机。 二零二五年一月二十八日，她参加了《2025年中央广播电视总台春节联欢晚会》，并在活动中表演了歌曲《妥妥的》以及演唱了歌曲《春意红包》。二月十二日，她参加了节目《2025年中央广播电视总台元宵晚会》，并表演了节目《去见你》。三月十九日，她参加了《2025电视剧品质盛典》。三月三十一日，她参加了《REDGALA春天开幕式》，并表演了节目《千年等一回》。四月二十一日，她参演的节目《毛雪汪》播出。五月五日，她参加的节目《一年好景·立夏——青春正风华》播出。六月十四日，她参加的节目《麻花特开心第二季》播出。六月二十八日晚七点，她参加的《2025中国影视之夜》播出，并在节目中担任光影传承大使。八月二十九日，她参加的《2025年中央广播电视总台七夕晚会》播出，她与毕雯珺、蒋诗萌共同表演了《岁月长情》。八月三十日，她参加的《2025快手超级夏晚》播出，她在节目中演唱了《花间酒》和《大家来恋爱》，并表演了跨时代变装舞蹈秀。十月一日，她参加了《中国梦·家国情——2025国庆特别节目》，并与李昀锐共同演唱了歌曲《向阳生长》。十月十六日，由她与张彬彬领衔主演的现实治愈话题电视剧《余生有涯》播出。十一月十二日，她主演的电视剧《乌蒙深处》播出。十二月二十二日，她参演的短剧《奇迹》播出。十二月三十一日，她参加的节目《梦圆东方・2026东方卫视跨年盛典》播出，她在节目中表演了节目《金花玉露》和《大家来恋爱》。 二零二六年二月十七日，她参加的《2026bilibili大年初一联欢会》播出。在《庆余年第二季》中，她饰演了北齐大公主。
在毛晓彤的童年记忆里，母亲始终是家庭经济的主要承担者，为了维持生计，她尝试过多种辛劳的工作，包括在街头叫卖冰棍和元宵，经营服装生意，后来又陆续开办了饭店、美容院以及歌舞厅。母亲在怀孕期间依然坚持劳作，一次不慎因过度用力而牵拉到腹部，这直接导致了毛晓彤提前出生，成为一名早产儿。由于母亲终日为工作奔波忙碌，年幼的毛晓彤甚至无法像大多数孩子那样回家吃上家常晚饭，她常常只能在托管的小饭桌解决晚餐，而身边的其他同学则早已被各自的父母准时接走，享受家庭的温暖。
2015年9月2日，演员陈翔通过其个人微博账号公开发布消息，正式承认了与同为演员的毛晓彤之间的恋爱关系；随后，毛晓彤也通过微博平台对此事作出了回应，间接确认了这段恋情。两人的互动在当时引发了媒体与公众的广泛关注。然而，这段关系并未长久持续，至2017年10月，陈翔再次于微博上发文，单方面对外宣布两人已经和平分手，结束了这段持续两年多的恋情。这一系列事件从公开到结束，均通过社交媒体平台逐步呈现于公众视野之中。图为毛晓彤（左）与陈翔在一次公开活动中的同框画面。
毛晓彤的表演风格以自然流畅、灵气十足而著称，她能够深入角色内心，将情感细腻而真实地呈现给观众。由于她在荧屏上塑造的角色类型十分多元，从温婉娴静到果敢坚毅均有涉猎，因此每一次新的演绎都能为观众带来耳目一新的惊喜与期待。在清宫题材作品《甄嬛传》中，毛晓彤饰演的采苹瑛尽管出场篇幅有限，但她凭借清新脱俗的气质、恬淡自如的仪态以及扎实稳健的表演功底，成功塑造了一位令人过目难忘的古典美人形象，不仅剧中人物为之倾倒，戏外的观众也由衷赞叹其“名花倾国两相欢”的独特韵味。而在古装剧《锦绣未央》里，毛晓彤则展现了截然不同的表演层次，她仅通过眼神中透出的凌厉与决绝，便精准刻画了角色“黑化”后内心复杂、性情大变的李常茹，令人印象深刻。到了武侠剧《天涯明月刀》中，自幼习舞的她对武打动作拥有极高的领悟力，无论是持械交锋还是身形步法，皆能处理得娴熟自如、飘逸灵动，展现出扎实的肢体表现能力。 除了在影视表演领域持续深耕，毛晓彤在歌唱与舞蹈方面也多有尝试，展现了多才多艺的一面。在综艺节目《跨界歌王》和《新舞林大会》中，她既能以清新灵动的歌舞打动人心，也能凭借充满张力的舞台表现绽放耀眼魅力。特别是在综艺《经典咏流传》的舞台上，她以一袭古装造型惊艳亮相，献唱的一曲《迢迢牵牛星》甫一开口便俘获众多听众；这首歌曲采用纯粹的古风编曲与唱腔，将牛郎织女传说中“盈盈一水间，脉脉不得语”的缠绵悱恻与唯美意境娓娓道来，令人沉浸其中，心生无限感慨。
2024年5月25日，演员刘金在其个人微博平台上公开发文披露，演员毛晓彤在参与拍摄电视剧《画江湖之不良人（第二季）》期间，遭遇剧组拖欠薪酬高达1250万元人民币的严重情况，即便通过法律途径赢得了诉讼，这笔款项至今仍未成功收回。此消息迅速引发公众关注，并于2024年5月27日下午，推动“曝毛晓彤被欠薪1250万”这一话题攀升至微博热搜榜首位，成为当日网络热议的焦点。事实上，关于此案的司法文书早在2021年6月就已通过互联网渠道对外公开，根据相关法律文件显示，该案的申请执行人为毛晓彤（上海）影视工作室，而被执行人则包括王治以及北京映百年文化传媒有限公司，审理机构为北京市东城区人民法院。从公布的一审判决书具体内容来看，毛晓彤（上海）工作室向法院提出的诉讼请求包括：判令被告北京映百年文化传媒有限公司支付其因出演电视剧《画江湖之不良人（第二季）》所产生的第三期与第四期服务费共计1250万元，以及相应的逾期付款违约金250万元，同时要求被告承担原告为此次维权所支出的律师费104800元等各项费用，上述诉求最终均获得了法院的全面支持。时间来到2025年8月18日，网络上有匿名人士爆料称“有一对处于一二线位置的演员情侣正计划结婚，且其中一方并非首次婚姻”，由于演员陈晓（曾有离异经历）与毛晓彤（目前公开状态为未婚）此前曾共同出演过《云襄传》系列作品，二人随即被大量网友猜测为传闻中所指的对象。面对迅速发酵的舆论，毛晓彤工作室于次日（8月19日）通过官方微博账号果断作出回应，以连续三组语气强烈的感叹句明确否认了相关传言，声明内容为：“假！毛晓彤女士未婚且单身！未在一起且从未在一起过！”。这份由毛晓彤工作室直接发布的官方声明，旨在彻底澄清事实，以正视听。