一九八〇年秋季，熊黛林在贵州省贵阳市出生。她的父亲是一名外科医生，母亲则从事护士职业，家庭中还有一位比她年长一岁多的哥哥。在她七岁那年，全家人搬迁至江苏省南京市，并在那里定居下来。临近高考之际，当时家住郊区的熊黛林专程前往市区购买复习资料；在一家商场的临时走秀T台前，她因驻足观看而被一位模特教师注意到，随后她便在这位教师的指导下开始免费学习相关课程。此后，熊黛林凭借自身努力顺利考入了苏州大学，就读于时装表演与服装设计专业。一九九九年，她前往南宁参加了首届中国民族模特大赛，并在比赛中荣获季军。同年，年仅十九岁的熊黛林决定独自前往上海寻求职业发展。初到上海时，她与另外两位女孩共同合租一间住房；那时她每月收入大约在一千元人民币左右，仅房租一项就需要支出七百元，剩余的资金还需用于日常饮食和交通开销，在经济最为拮据的时候，她身上甚至只剩下二十多枚硬币。正因如此，只要接到任何主办方发出的走秀活动邀请，她都会毫不犹豫地积极参加，以此维持生计并积累行业经验。
在模特事业起步的2000年，熊黛林凭借出色的表现，先后入选首届南海内衣模特大赛十佳模特以及第六届中国模特之星大赛十佳，崭露头角。此后，她连续三年登上国际时装周的舞台进行表演，积累了丰富的专业经验，并于2002年荣获第5届中国国际时装周年度最佳职业时装十佳模特奖，奠定了其在时尚界的地位。2003年，熊黛林首次涉足影视领域，参演了由程裕苏执导的纪录片《目的地上海》，在片中饰演一位性感女郎，这标志着她的首部影视剧作品诞生。次年，即2004年，她与名模姜培琳一同作为中国优秀时装模特的代表，参与了春夏巴黎成衣发布周，并出席了在巴黎卢浮宫举办的“时尚中华·当代中国优秀时装设计师巴黎展示会”，在国际舞台上展现了中国时尚的风采。2005年，熊黛林与演员陈坤合作，主演了她的首张演唱专辑主打歌《月半弯》的音乐录影带，进一步拓宽了演艺道路。2006年是一个重要转折点，她因参加在中国香港举办的i BLUES 2006春夏时装表演暨竖琴演奏会而获得了更广泛的关注，并由此决定留在香港发展事业。随后，她迎来了一个备受瞩目的机会，郭富城在拍摄游戏展主题曲《风之子》的MV时，指名邀请熊黛林担任女主角，两人在合作中因戏生情，一吻定情，成为当时娱乐圈的热门话题。2008年，熊黛林的演艺事业迎来突破，她与功夫巨星甄子丹搭档，主演了由叶伟信执导的经典功夫片《叶问》，在片中成功塑造了叶问妻子张永成这一温婉坚韧的角色，该片后来荣获第28届香港电影金像奖最佳影片奖，成绩斐然；同年12月，她还参与了湖南卫视热门嘉宾访谈游戏秀节目《快乐大本营》的录制，增加了曝光度。2009年4月，她参与的访谈节目《非常静距离》以及烹饪游戏节目《美女厨房》相继播出，展现了多方面的才能。8月，她再度与甄子丹合作，出演叶伟信执导的功夫片续集《叶问2：宗师传奇》，继续饰演叶问的妻子张永成。10月，她与古天乐、吴君如合作，出演了喜剧片《花田囍事2010》，在片中饰演富家女黄莺。12月，她又与立威廉、何炅合作，主演了青春喜剧片《我的野蛮女友2》，在片中饰演一位神秘美女尚真。2010年10月，熊黛林出演了时尚爱情偶像剧《拜金女王》，在剧中饰演因家庭贫困而早早认清现实残酷的女主角楚曼，这也是她个人的首部电视剧作品；11月，她再次与古天乐合作，并携手张柏芝，出演了喜剧爱情片《最强囍事》，在片中饰演溜溜的前女友Victoria。2012年1月，她主演的喜剧爱情片《八星抱喜》上映，在片中挑战饰演一位从未恋爱过的盲女谈笑；10月，她出演了由谷德昭执导的都市喜剧时尚片《男人如衣服》，在片中演绎了八面玲珑的角色JoJo。2013年，她与郑中基、吴君如合作出演的喜剧片《百星酒店》首映，在片中扮演影视明星柯夏萍。2014年，她出演的爱情喜剧片《六福喜事》上映，在片中饰演秀波的妻子黛黛；同年12月，她与Angelababy、李晨合作，出演了真人秀电影《奔跑吧兄弟》。2015年是熊黛林作品高产的一年，2月，她与舒淇、彭于晏共同主演了都市爱情片《剩者为王》，在片中饰演都市女性章聿；随后，她再次与甄子丹合作，并搭档张晋，出演了爱情动作片《叶问3》，在片中饰演身患重病的叶问妻子张永成；3月，她主演的爱情喜剧片《将错就错》首映，在片中饰演古董店雇员颜琪；5月，她以导师身份参与录制的时尚真人秀节目《中国超模》开播；7月，她与梁朝伟、金城武合作，主演了爱情喜剧片《摆渡人》，在片中饰演马力的女友江洁，并凭借此片获得第11届亚洲电影大奖最佳女配角提名，演技获得认可；当月，她参加的明星恋爱真人秀节目《如果爱第二季》也正式播出。2016年，她与国际影星奥兰多·布鲁姆以及景甜、任达华合作，出演了爱情动作片《极致追击》。2018年4月，她再度与甄子丹搭档，出演了爱情动作片《叶问4：完结篇》。2019年7月，她领衔主演了经侦商战剧《杠杆》，在剧中饰演性格高冷、自尊心强的事业型女强人王海丽。2020年8月，她与娄艺潇、沈保平合作，出演了缉毒题材片《灭狐行动》；10月，她与杨馥羽联袂主演了《镇魂曲之九霄琴》；11月，她与张智霖、李彩桦搭档，主演了港风家族剧《家族荣耀》，在剧中饰演马家大少奶叶彩薇；当月，她还特别出演了科幻灾难片《全城风暴》，在片中饰演退休消防员张英勇的妻子。2021年3月，她与林峰、周秀娜、黄浩然合作，出演了悬疑侦探剧《黑金风暴》，在剧中饰演亦正亦邪的周凯婷；6月，她领衔主演了爱国动作片《追杀川岛芳子》，在剧中挑战饰演千面间谍川岛芳子这一复杂角色。2022年，她与邱泽、尚语贤、张钧甯共同主演了网剧《唐人街探案2》，在剧中饰演身负秘密的疗养院护士长彭西；6月，她出演的家庭情感剧《狮子山下的故事》开播，在剧中饰演高傲任性的模特田思思；11月，她领衔主演了犯罪片《羔羊游戏》，在片中饰演射箭馆教练王翠英。2023年4月，她与王小利搭档主演的东北喜剧电影《东北球王》首映，在片中饰演冰山美女郝云。2024年2月29日，她参演的电视剧《唐人街探案2》正式播出。2025年7月3日，她与陈小春、李治廷、韩雪联袂主演的献礼剧《守诚者》播出。同年8月8日，她参演的犯罪动作军事电影《终极拯救》上线。
2006年，熊黛林因参与拍摄郭富城的音乐录影带而相识相恋，两人由此展开了一段备受关注的恋情。然而这段感情在持续七年之后，于2013年3月正式画上句点，双方对外承认分手。2015年1月，熊黛林被媒体拍到与男友郭可颂一同出游，她在随后的回应中透露对方已经见过自己的家人，关系稳定且获得家庭认可。2016年3月9日，郭可颂在一次公司举办的宴会上，精心准备了3克拉钻戒向熊黛林浪漫求婚；同年10月27日，熊黛林公开宣布已与郭可颂在香港正式注册结婚，两人从此成为合法夫妻。2017年11月6日，熊黛林通过个人微博平台公布了怀孕喜讯。至2018年4月25日，媒体曝光了一组熊黛林与丈夫郭可颂及双胞胎女儿的全家合影，画面中一家四口温馨同框，幸福满溢。
二零一五年八月六日，演员熊黛林于上海积极参与了“微笑筑梦”公益计划的相关活动，在活动现场她诚挚地向公众发出呼吁，希望凝聚更多社会力量，共同援助那些身处困境的唇腭裂患者，助力他们实现重塑笑容、拥抱美丽的梦想。随后在二零一六年六月十日，熊黛林再次以爱心大使的身份出席了名为“爱心橡皮擦”的公益救治项目发布会。活动中，她结合自身多次参与公益救助的亲身经历，细致分享了她在践行慈善过程中的所见所感与点滴心得，并借此机会向社会各界发出倡导，期望能唤起更多人对弱势群体的持续关注，特别是推动对胎记儿童的专项救治与帮扶，从而为那些亟待援助的孩子们传递温暖与希望的曙光。