殷旭出生于中国辽宁省的鞍山市，自幼便展现出对舞蹈艺术的浓厚兴趣，并很早开始接受系统的舞蹈训练。在她十四岁那年，为了追求更专业的艺术发展，殷旭选择独自离开家乡鞍山，前往首都北京继续深造舞蹈技艺。经过数年的刻苦学习与积累，她于2000年成功通过选拔，考入了北京电影学院表演系本科专业，开始了在表演艺术领域的正规高等教育。
二零零四年七月七日，由黄力加执导的古装传奇剧《台湾首任巡抚刘铭传》正式与观众见面，殷旭在剧中饰演了灵凤这一角色，由此开启了她的演艺生涯。次年，她参与了由徐静蕾、刘亦菲、蒋雯丽共同主演的青春励志剧《豆蔻年华》，进一步积累了表演经验。到了二零零六年，殷旭出于对家庭的重视，决定暂时告别影视拍摄，将生活重心转向个人生活。时隔三年，她通过参演章子怡、范冰冰、何润东联袂出演的爱情喜剧片《非常完美》重返荧幕，在片中饰演电梯小朋友的母亲，此举标志着她正式回归演艺事业。二零一二年，殷旭出演了孙恺凯执导的古装穿越剧《唐朝好男人》，成功塑造了大唐时期兰陵公主的形象；随后在《唐朝好男人》中，她再次诠释了兰陵公主这一角色，展现出对不同作品间同一人物的细腻把握。二零一三年，她主演了由麒麟执导的动作爱情片《古墓兽影》，饰演的戴慧是一位性格坚韧、容貌出众的女性，尽管曾经在情感上遭受挫折，却始终保持着重情重义的品质。二零一四年五月二十八日，在“STYLE-2014风格盛典”上，殷旭凭借其独特的个人魅力与风格，荣获“新锐风格明星”奖项。二零一五年三月，她主演了刘赫尧执导的悬疑惊悚片《九月照相馆》，在片中扮演李丹一角，这是一位深爱孩子与丈夫、同时尊敬长辈的传统女性；同年十一月三十日，由郑晓龙执导的古装爱情传奇剧《芈月传》首播，殷旭在剧中饰演了秦惠文王的妃子卫良人，其剧照随后引发了观众的广泛关注。二零一七年七月十二日，她主演的由虎子执导的年代抗战剧《红》顺利完成拍摄，殷旭在剧中饰演的孟珮琳是一位自幼接受西方民主自由思想熏陶、性格直率坦诚、爱憎分明的豪门千金；同年八月，她与杨子姗、郑恺合作，参演了由金晔执导的都市情感剧《好久不见》，并在《好久不见》中饰演了朱莉一角。二零一八年一月，殷旭参演的都市情感剧《恋爱先生》在东方卫视播出，该剧由靳东、江疏影、李宗翰领衔主演，她在剧中塑造了外表坚强、内心柔软且渴望获得保护的女孩陈静；七月十九日，她参演的大型古装剧《延禧攻略》播出，该剧汇聚了秦岚、聂远、吴谨言等众多演员，殷旭在剧中饰演了方姑姑这一重要角色。二零一九年一月十九日，她参演的电视剧《皓镧传》正式开播，殷旭在剧中扮演了云少妃，继续以其扎实的演技为观众带来不同的角色体验。
二零零六年一月一日，演员殷旭与中国内地经纪人、同时也是国际影星章子怡的兄长章子男步入婚姻殿堂。为表达祝福，章子怡特意从美国定制了一枚价值高达二十万元的钻戒，作为新婚礼物赠予殷旭。时光流转，至二零二四年一月一日，殷旭通过个人社交平台分享了一张温馨的五口之家全家福，以此庆祝与章子男携手共度的第十八个结婚纪念日。随后在二零二六年一月一日，殷旭再次于社交平台发文，深情纪念与章子男结婚二十周年这一重要里程碑。多年来，二人共同养育了两个女儿和一个儿子，家庭美满。所分享的家庭合照中，一家五口笑容洋溢，画面充满幸福与温情。
二零一四年十二月三十日，一场名为“智在。善之夜”的大型公益慈善晚会在北京隆重举办，演员殷旭应邀出席了此次颁奖晚会，并在现场被正式授予慈善宣传大使的荣誉称号。由殷旭亲自发起并长期参与的“援藏基金会光明行”公益项目已持续开展多年，该项目致力于为西藏及周边藏区内近万名因贫困而无法得到治疗的眼疾患者提供免费的医疗检查与手术服务，帮助他们摆脱黑暗，重新获得看见世界的能力。次年，即二零一五年十二月二十九日，殷旭又现身北京电视台主办的“母亲水窖爱聚15年”公益晚会现场；晚会上，这位始终热心于慈善事业的演员向公众发出诚挚呼吁，倡导大家从日常生活做起节约用水，并号召社会各界尽己所能为“母亲水窖”这一关爱西部缺水地区的公益工程贡献一份力量。时间来到二零一六年四月二十三日，“雪域助学”梵呗音乐慈善夜于北京鸟巢文化中心盛大举行。当晚，由殷旭携手雪村、刘湘子、桑杰平措、阿佳组合、熊天平等多位艺人共同组成的爱心明星团队登台献上了精彩而感人的公益演出，他们凭借各自的社会影响力与公众号召力，齐心为“雪域助学”慈善活动凝聚关注、传递温暖，切实助力藏区教育事业的推进与发展。
在电视剧《芈月传》中，殷旭凭借精湛的演技将足智多谋、善于周旋于多方势力之间的卫良人这一角色演绎得淋漓尽致，人物形象跃然于屏幕之上。对于殷旭而言，这个角色的内心戏份极为丰富，需要细致刻画其表面平静与内心汹涌之间的强烈反差。她通过张弛有度、收放自如的表演，精准把握了人物复杂微妙的心理变化，从而完美地塑造出卫良人这一立体而鲜活的形象。正是凭借其不俗的演技实力，殷旭赢得了广大观众与业内人士的普遍肯定与由衷喜爱。相较于荧幕中那些精心塑造的角色，现实生活中的殷旭展现出更为随性洒脱的个人气质。在一组生日主题的写真中，她肌肤白皙，洋溢着健康清新的氧气感，一款干净利落的丸子头造型更凸显出她自然不造作的美感，同时流露出几分俏皮与活力。整体装扮虽简约却格外大气，使其由内而外散发出一种迷人且亲切的气质魅力。