倪妮于一九八八年八月八日出生于江苏省南京市，其籍贯为江苏省淮安市盱眙县，但她自幼便在南京这座城市成长与生活。童年时期，母亲便有意培养她的艺术与体育才能，最初送她去接触体操训练，随后又将重心转向舞蹈领域，倪妮开始系统学习芭蕾舞与国际标准舞，凭借刻苦努力与天赋，她在江苏省举办的国际标准舞比赛中脱颖而出，荣获全能冠军的佳绩。自十岁起，父母又安排她进入体校专攻游泳项目，每天放学后她都需要投入两个小时进行高强度的体能锻炼和游泳技巧训练，长久的坚持使她最终达到了中国国家二级游泳运动员的标准。倪妮的小学教育在南京市长江路小学完成，初中阶段考入南京市第九中学，高中则就读于南京市梅园中学。由于高考成绩未能达到个人预期，她在高考后选择回到籍贯所在地，转入江苏省盱眙中学进行为期一年的复读，在此期间她还参与了盱眙中学宣传片的录制工作。二零零七年，倪妮顺利从盱眙中学考取中国传媒大学南广学院（现已更名为南京传媒学院），进入语言传播系播音主持艺术专业学习。大学期间，她一直担任班长职务，表现出较强的组织与领导能力。在毕业之前，她的职业理想是进入中国的外资企业成为一名高级白领，为此她在校期间持续刻苦钻研英语，从大一学年起就主动寻求在外企实习的机会，这段经历也使她练就了一口相当流利的英语口语能力。二零一一年六月，倪妮正式从中国传媒大学南广学院毕业，结束了她的大学学业。
2009年11月，当时还是中国传媒大学南广学院学生的倪妮，在学院老师的悉心推荐下，报名参加了由著名导演张艺谋筹备的电影《金陵十三钗》女主角选拔活动。经过多轮筛选，她凭借独特的气质与潜力获得了张艺谋导演的认可，成功被选定为影片的女主角。从大三下半学期起，倪妮便全身心投入剧组安排的密集培训中，培训内容涵盖了表演、形体、语言等基础课程，同时也包括了书法、琵琶乃至麻将等旨在塑造角色时代感与生活气息的特色课程。2011年12月，她与好莱坞影星克里斯蒂安·贝尔共同主演的战争史诗电影《金陵十三钗》于中国北京市举行了盛大的首映礼，倪妮以“谋女郎”的身份正式亮相影坛，并在首映礼上担任了主持人。她在片中精彩诠释了身处战乱年代、秦淮河畔的风尘女子赵玉墨一角。影片公映后，不仅一举夺得2011年中国内地电影票房榜冠军，还荣获了第69届美国电影电视金球奖最佳外语片提名。倪妮个人则凭借此片接连斩获第6届亚洲电影大奖最佳新演员奖、第21届上海影评人奖最佳女演员奖，同时获得了第15届中国电影华表奖优秀新人女演员以及第12届华语电影传媒大奖最佳女主角的提名。2012年11月，她荣获第9届时尚COSMO美容大奖颁发的年度银幕创新大奖；同年12月，在红秀GRAZIA灵动潮人夜年度潮流影响力颁奖礼上，倪妮被授予年度潮流新势力奖项，其时尚影响力开始受到广泛关注。2013年1月，她获选由《南都娱乐周刊》权威评选的“四小花旦”之一，奠定了其在新一代女演员中的地位；2月，再被知名节目《娱乐乐翻天》评为“2012十大娱乐风格人物”；6月，与演员刘烨联袂主演的爱情悬疑电影《杀戒》登陆院线，她在片中饰演了与丈夫从深情相爱到最终反目成仇的幼儿园音乐老师江月娥，展现了复杂的情感层次；10月，其主演的另一部爱情电影《我想和你好好的》上映，她成功塑造了在爱情中既浓烈又偏执的女演员喵喵这一角色；12月6日，倪妮在2013中国时尚权力榜颁奖中荣获最具人气演员荣誉；12月31日，由导演滕华涛执导，她与井柏然共同主演的爱情电影《等风来》压轴上映，她在片中化身为杂志社美食专栏作家程羽蒙，演绎了一段关于寻找自我的都市故事。进入2014年，1月15日，在2013微博之夜盛典上，倪妮被广大网友推选为“微博女神”；1月20日，她主演的微电影《爱·在线》为她赢得了第3届金瞳奖微电影类最佳形象代言银奖；至12月，由导演张一白、作家九夜茴邀请她主演的校园爱情电影《匆匆那年》温暖上映，该片凭借对青春情怀的深刻描绘，成功摘得2014年中国内地贺岁档票房冠军。倪妮在片中饰演外表文静内向、内心却早熟坚韧的女学生方茴，其细腻的表演赢得了观众与业界的认可，并因此提名了第16届华鼎奖中国最佳女主角奖。
二零一五年一月，她作为固定嘉宾参与录制的真人秀节目《奇妙的朋友》于湖南卫视正式播出，在节目中她化身为一名实习动物饲养员，亲身体验照料动物的日常工作，并积极参与了该综艺主题曲《你有没有听到我》的演唱工作；同年四月，她受邀出席新浪娱乐创办十五周年庆典活动，并在典礼现场荣获主办方颁发的杰出青年荣誉奖项；到了八月，由她领衔主演的爱情喜剧电影《新娘大作战》登陆全国院线，她在片中生动演绎了一位因与闺蜜争夺婚礼档期而陷入纷争的微店店主马丽，不仅塑造了鲜活的角色形象，还与搭档演员共同献声演唱了电影的片尾曲《今天你要嫁给我》。二零一六年十一月，她主演的奇幻动作冒险大片《勇士之门》公映，她在片中化身灵动调皮、可爱且充满正义感的帝国公主苏琳，凭借出色的表演赢得了观众的喜爱；紧接着在十二月，另一部由她挑大梁的爱情影片《28岁未成年》上映，她饰演了一位因意外而“心智”重返十七岁的二十八岁青年凉夏，细腻刻画了角色复杂的心路历程，并因此片荣获第14届中国长春电影节金鹿奖最佳女主角奖提名。二零一七年七月，她与演员彭于晏联袂主演的古装神话动作片《悟空传》登上银幕，她所扮演的俏皮直爽、活泼可爱的仙女阿紫给观众留下了深刻印象，并凭借在此片中的表现先后获得第9届澳门国际电影节最佳女主角提名以及第2届中国电影周金鹤奖最佳女主角提名；同年九月，她成功入选2017年度福布斯中国名人榜，彰显了其在行业内的广泛影响力；十二月，她与著名导演袁和平合作，主演的古装奇幻电影《奇门遁甲》上映，她在片中饰演了一位行事果决、雷厉风行的侠女铁蜻蜓，展现了其驾驭不同类型角色的能力。二零一八年八月，她搭档陈坤主演的古装权谋剧《天盛长歌》在湖南卫视黄金档播出，这是她首次涉足电视剧领域，在剧中她完美诠释了兼具坚韧品格与过人智慧的前朝遗孤凤知微，其中大量女扮男装的戏份更是挑战了她的演技，她还亲自为该剧演唱了片尾曲《何奈何》，并凭借此剧获得第24届华鼎奖中国古装题材电视剧最佳女演员提名，该剧本身也获得了第25届上海电视节白玉兰奖最佳中国电视剧提名；同年十月，她主演的犯罪动作电影《雪暴》在国际上获得认可，荣获第23届釜山国际电影节新浪潮奖，她在片中饰演了一位在极端环境下依然保持睿智冷静的林区医生孙妍。二零一九年六月，她与导演赖声川合作，主演的抗战悬疑题材话剧《幺幺洞捌》于中国上海市的上剧场成功首演，这是她职业生涯中首次登上话剧舞台，在剧中她勇敢挑战自我，一人分饰两角，分别精准塑造了身处二零一九年陷入创作瓶颈的网络作家舒彤，以及身处一九四三年以舞女身份作为掩护的抗日卧底安娜两个截然不同的形象，为此她投入大量时间与精力，刻苦熟记剧中篇幅颇长的日语台词；同年七月，她与张震共同主演的古装神话剧《宸汐缘》在爱奇艺平台播出，她饰演的渴望自由、真诚善良的桃林小仙灵汐感动了无数观众，并借此剧在2020爱奇艺尖叫之夜上荣获年度戏剧女艺人奖项，同时获得第26届华鼎奖中国古装题材电视剧最佳女演员提名，该剧亦随后入围第48届国际艾美奖最佳电视连续剧提名；八月，她再度入选2019福布斯中国名人榜；十月，她成功入围第6届中国电视好演员奖绿组女演员候选名单；十二月三日，在2019COSMO时尚美丽盛典上，她被授予“传承·梦想”年度人物荣誉；十二月十九日，她出席第16届年度先生盛典，并在典礼上获颁年度最美丽女人荣誉。
2020年8月8日，她发行了由知名音乐制作团队火星电台操刀制作的单曲《Dare Of The Awakening》，展现了其在音乐领域的尝试；紧接着在8月27日，她成功入选了2020福布斯中国名人榜，体现了其广泛的社会影响力与行业认可。9月15日，她的表演才华再次获得肯定，入围了第7届中国电视好演员奖绿组女演员候选名单；同月29日，她主演的抗疫题材报告剧《在一起》正式播出，在该剧中她特别出演了《摆渡人》篇章，生动塑造了急诊科护士平小安这一角色，以细腻的表演致敬了抗疫一线的平凡英雄。12月24日，她与刘德华、刘青云共同领衔主演的动作犯罪电影《拆弹专家2》登陆院线，她在片中饰演坚毅果敢的庞玲警官，为了精准呈现角色所需的体能状态与动作戏份，她在电影开拍前便投入了大量时间进行系统的健身训练以增加体重，并反复练习出拳的速度与力量感，使角色形象更为饱满真实。此外，她还与刘德华合作演唱了该片的主题曲《相信我》，凭借在此片中的出色表现，她获得了第13届澳门国际电影节金莲花奖最佳女配角奖的提名。12月28日，她与刘诗诗联袂主演的都市情感剧《流金岁月》于中央电视台电视剧频道播出，她在剧中成功诠释了与闺蜜相互扶持、共渡人生起伏的朱锁锁一角，其真挚的演绎赢得了观众的好评，并因此剧提名了第27届上海电视节白玉兰奖最佳女主角奖。 进入2021年，她的艺术活动更为多元。2月11日，她在《2021年中央广播电视总台春节联欢晚会》的舞台上参演了小品《开往春天的幸福》，饰演了一位因工作繁忙聚少离多而与男友产生隔阂最终分手的空乘人员妮妮，展现了其在小品表演方面的潜力。2月28日，她在2020微博之夜上荣获了微博年度之星的称号。3月，在2021中国电视剧品质盛典上，她获得了品质演绎创造力剧星的荣誉，肯定了其在电视剧领域的专业贡献。6月，她又于2021微博电影之夜上被授予年度表现力演员的奖项。7月，她主演的献礼中国共产党建党百年的历史电影《1921》上映，她在片中饰演了重要的中国共产党人王会悟，不仅以精湛的演技还原了历史人物的风采，还参与了电影主题曲《没有共产党就没有新中国》的演唱。凭借这一角色，她提名了第33届华鼎奖中国电影最佳女主角。9月29日，她参演的现实题材剧《功勋》播出，她在剧中出演了《无名英雄于敏》篇章，饰演了中国“氢弹之父”于敏的妻子孙玉芹，以含蓄而深情的表演刻画了科学家背后家属的奉献与坚韧。11月，她与导演张律合作，领衔主演的剧情电影《漫长的告白》成功入围了第25届塔林黑夜电影节主竞赛单元，她在片中饰演了一位令两兄弟共同倾心的美丽女子柳川，并为该片献唱了主题曲《秋柳》，其表演也助力她获得了第35届中国电影金鸡奖最佳女主角奖的提名。 2022年12月25日，她与朱一龙联袂主演的悬疑犯罪电影《消失的她》作为第4届海南岛国际电影节的闭幕影片在中国首映。影片正式公映后，市场反响极为热烈，累计票房突破35亿元人民币，高居2023年中国内地票房榜第4位。她在片中饰演了化名陈麦的金牌律师沈曼，角色层次丰富，表演极具张力。凭借这一角色，她先后斩获了第18届中国长春电影节金鹿奖最佳女演员奖、第8届中国电影周金鹤奖最佳女主角奖，并同时提名了第20届电影频道传媒大奖最受传媒关注女主角以及第15届澳门国际电影节金莲花奖最佳女主角奖。 2023年1月，她的艺术探索延伸至话剧舞台，主演的历史题材话剧《如梦之梦》于上海市上剧场隆重首演，她在剧中挑战饰演了神秘而复杂的画中人顾香兰一角。2月，她在2022搜狐时尚盛典上获得了表现力人物的荣誉。9月，她主演的探险悬疑情感剧《西出玉门》在腾讯视频上线播出，她在剧中饰演了在浩瀚沙漠中展开冒险之旅的叶流西，展现了角色独特的魅力。12月，在2023腾讯视频星光大赏颁奖典礼上，她一举获得了年度品质电视剧演员和年度VIP之星两项重要荣誉。 2024年，她的行业参与度进一步提升。6月，她受邀担任了第二十六届上海国际电影节亚洲新人单元的委员，为发掘电影新人贡献力量。6月14日，她参加了《2024抖音电影奇遇夜》的活动；16日，她又亮相于微博电影之夜；19日，她参演的电影《一个男人和一个女人》登陆院线；24日，她主演的电视剧《隐身的名字》发布了首支预告片，引发了观众的期待。7月30日传来佳讯，她主演的电影《捆绑上天堂》成功入围了第72届圣塞巴斯蒂安国际电影节的主竞赛单元，标志着其作品的国际认可度。11月1日，她参演的爱情电影《捆绑上天堂》在全国范围内上映；5日，她领衔主演的电视剧《西北岁月》在CCTV1、腾讯视频、爱奇艺、芒果TV等多平台同步播出，她在剧中饰演了角色齐心。12月17日，她参演的节目《太阳市集》也如期与观众见面。 2025年，她的职业生涯继续绽放光彩。1月28日，她参加了《2025年春节联欢晚会》，并在活动中表演了《无锡景·家国情》。同年，她获邀担任了第十五届北京国际电影节“天坛奖”国际评奖委员会的评委，体现了其在国际影坛的专业声望。5月1日，她特邀出演的电影《猎金游戏》上映。4月18日，她出席了2025北京国际电影节的相关活动。8月8日，她参演的电影《东极岛》也正式公映。10月27日，她凭借出色的演技获得了第1届北京市广播影视春燕奖—电影类优秀女主角的殊荣。11月15日，她更是以主持人的身份，登上了第38届中国电影金鸡奖颁奖典礼暨2025年中国金鸡百花电影节的舞台，为其丰富的演艺履历增添了浓墨重彩的一笔。
二零一二年五月二十四日，演员冯绍峰通过其个人社交平台正式对外公开了与女演员倪妮之间的恋人关系，这段感情在当时受到了许多关注与祝福；然而三年之后，到二零一五年五月，双方经过慎重考虑，最终以平和、友好的方式结束了这段恋情，对外宣布分手。此后在二零一六年三月，倪妮再度对外确认了新的感情状况，她与同为演员的井柏然开始了交往，两人的关系同样得到了公众与媒体的广泛注意；这段恋情持续了两年左右，直至二零一八年五月，倪妮与井柏然也通过公开声明，表示双方已决定和平分手，彼此回归朋友关系。
自2012年起，其持续投身于多项公益慈善活动，积极履行公众人物的社会责任。2012年9月1日，她出席了第十届芭莎明星慈善夜，与众多演艺界同仁一同为公益项目筹集善款；随后在9月8日，她又参与了百度公益发起的“小桔灯”项目，亲自前往广西壮族自治区践行“快乐开学”活动，该次行动为广西富川县瑶族洪水源小学及周边两所学校共计捐赠了近四千本图书，为当地孩子带去了知识与温暖。进入2013年，同年5月，她以“心动-行动”云南公益行活动艺人大使的身份，深入中国云南省西山乡的一所小学，与山区学生亲切互动并提前庆祝国际儿童节，期间还拍摄了记录这一温馨时刻的公益短片《心·动》；10月10日，她再度亮相第十一届芭莎明星慈善夜；紧接着在10月16日，作为联合国世界粮食计划署的中国区合作伙伴及全球“零饥饿挑战”志愿者，她以身作则地支持了“饥饿24小时”体验活动，并借此呼吁公众积极关注粮食节约这一重要议题。 2014年，她于9月出席了第十二届芭莎明星慈善夜，并于同年12月受邀担任“华西阅读季”阅读推广活动的大使，助力倡导全民阅读。2016年9月，她继续现身第十四届芭莎明星慈善夜。至2017年9月，在第十五届芭莎明星慈善夜上，她与艺人井柏然联合捐赠了一个救护车车队，为医疗急救事业提供了切实支持。2019年，她的公益视野进一步拓展，9月，她以世界自然基金会淡水保护大使的身份，亲赴长江源头三江源地区进行实地溯源，向公众发出保护水资源的强烈呼吁，并参与了相关公益纪录片《水的旅程》的拍摄工作；同年11月，她出席了第十七届芭莎明星慈善夜。2020年1月，作为绿色和平组织任命的全球海洋大使，她参与了南极海域的科学考察活动，亲身感受海洋生态的现状，并再次向公众倡导保护海洋环境的重要性。 2021年7月，面对河南遭遇的特大暴雨灾情，她慷慨解囊，个人捐款五十万元用于紧急救灾与灾后重建。2024年10月，她参与了《VOGUE盛典》相关活动。直至2025年11月28日，倪妮与韩红爱心慈善基金会携手，为支援受灾害影响的香港同胞贡献了自己的一份力量。这一系列跨越多年的行动，清晰勾勒出其持续关注并参与教育支持、儿童关爱、饥饿救助、环境保护、灾害救援等多领域公益事业的坚定足迹。
二零二五年十月三十一日，编剧古二再次对外披露了涉及导演王家卫与编剧秦雯的谈话录音内容，其中在提及演员倪妮时使用了“倪小姐”这一称谓，该细节随即在公众舆论中引发了诸多猜测与讨论，不少声音开始质疑倪妮是否拥有所谓的“特殊后台”或“幕后靠山”。次日，即十一月一日，倪妮工作室迅速通过法律途径作出正式回应，委托代理律师公开发布了一则严正声明。声明明确指出，前述录音的传播及相关猜测性言论已对倪妮女士的个人名誉权构成了严重侵害。声明中强调：“本工作室对于任何侵害倪妮女士合法权益的行为持零容忍态度，绝不予姑息。目前我们已全面启动法律程序，委托律师依法完成证据固定，并将坚决追究相关网络用户的法律责任。我们诚挚呼吁广大网友能够理性辨别信息，抵制不实传闻，与我们一同努力，营造一个健康、文明、和谐的网络环境。”
倪妮被广泛誉为拥有独特“松弛感”的典范，她以风情万种的姿态成为红毯上不可或缺的“定海神针”，每一个举手投足都自然流淌着优雅与从容，凭借其明艳照人的气质在众多场合中脱颖而出。她始终保持着率真坦诚的个性，对自我有着清醒而沉着的认知，面对媒体采访总能从容不迫、对答如流，这背后离不开一颗强大而坚定的内心。在演艺道路上，倪妮勇于突破自我，不断尝试与挑战各类差异鲜明的角色，成功塑造出多个令人印象深刻的艺术形象。在影片《金陵十三钗》中，她将秦淮河头牌赵玉墨的泼辣与风情演绎得入木三分，角色身上那种鲜活浓郁的香艳气息仿佛能穿透银幕直击人心，无论是轻佻妩媚地挑逗男性，还是高傲凌厉地训斥同行女子，乃至最终从容赴死时的悲壮与坦然，她的表演都充满了强烈的戏剧张力，让人过目不忘。在剧集《天盛长歌》里，她生动刻画了一个有血有肉的主人公凤知微，通过沉浸式的演绎由内而外地展现出角色复杂多变的性格层次，细节处理处处可见其对人物的精心打磨，无论是外形扮相还是演技呈现，都令许多“原著党”感到由衷信服。而在话剧《幺幺洞捌》的舞台上，倪妮的表现更是惊艳四座，她游刃有余地在两个截然不同的角色之间进行无缝切换，同时将剧中多样的口音模仿得惟妙惟肖，即便大段台词也能一气呵成、流畅自如，堪比相声演员的“贯口”功力，充分彰显了她深厚的台词掌控能力。在剧集《宸汐缘》中，她把主人公灵汐的古灵精怪与深情不渝诠释得细腻到位，情感拿捏精准。从初入世事时的懵懂莽撞，到历经磨难后的逐渐成熟，倪妮通过通透而富有层次的眼神戏，生动诉说了剧集《流金岁月》里朱锁锁这一角色的成长轨迹，让观众深深代入其中，在细微之处见证人物的蜕变与真实。此外，她也将影片《消失的她》中一个看似发挥空间有限的人物处理得丰满立体，尤其在电影结尾处的表演深情而动人，为角色赋予了令人回味的感染力。