霍思燕出生于北京市海淀區的一個知識分子家庭，從小一直和爺爺奶奶生活在一起。

　　1997年在一個藝術節上，一位導演發現了霍思燕，幾天后，便通知霍思燕去參加“水晶之戀”的廣告面試，結果霍思燕被選中拍攝了《泰坦尼克》電影隨片廣告。 ?

　　2000年2月14日霍思燕參演的電視劇《貧嘴張大民的幸福生活》正式播出，這是霍思燕的第一部正式電視劇，在劇中飾演張大雪。 ?

　　2001年，霍思燕與俞飛鴻、何中華等主演的的電視劇《三少爺的劍》以及和張鐵林、王剛、張國立等主演的《鐵齒銅牙紀曉嵐》先后播出，霍思燕分別飾演紀情、香草。

　　2002年，霍思燕與劉小峰、于波、唐國強等主演的民國電視劇《女人湯》，霍思燕首次飾演反派人物高子。 ?

　　2003年，霍思燕首次擔任女主角，與鄧超、潘虹、郝蕾等主演的歷史劇《少年天子》，霍思燕飾演的是一個忍辱負重、才貌雙全的“完美女人烏云珠。 ?

　　2005年霍思燕和潘虹再度合作，聯合蔣欣、楊蕊、六小齡童、鄭國霖等主演的古裝神話情感劇《歡天喜地七仙女》于7月21日正式首播，霍思燕在該劇中飾演女主角七仙女紫兒。 ?

　　2006年霍思燕在與林志穎、唐寧、楊冪等主演的古裝神話悲劇《新聊齋志異》中首度飾演女鬼秋榮 ?并與聶遠主演的悲情劇《像風一樣離去》中首次飾演女一號喬可欣 ?；同年在與邱心志、戴春榮主演的古裝清裝悲劇《楊乃武與小白菜》中飾演女一號小白菜 ?并在古裝宮廷劇《大清后宮之還君明珠》中客串沈吟秋一角 ?。此外，霍思燕首次主演的電影《我要成名》于9月1日上映，該片由香港導演劉國昌執導，匯聚了爾東升、陳果、梁家輝、劉青云等演員，霍思燕飾演女一號吳曉菲，霍思燕憑借該片入圍第二十六屆中國香港金像獎最佳新人獎和中國香港電影金紫荊獎最佳新人獎，并獲得中國電影導演協會最佳新人銀獎 ?。

　　2007年霍思燕首次參演的戰爭劇《西安事變》在中央電視臺播出，霍思燕在該劇中飾演四小姐趙一荻。 ?

　　2008年霍思燕與吳樾、黃維德主演的《江湖往事》于2月20日播出，霍思燕飾演女主角趙小靈，這是霍思燕首次出演打女 ?；2月22日，霍思燕與陳鍵鋒、嚴寬主演的民國情感劇《最后的格格》在多地播出，霍思燕飾演女一號云香格格。 ?

　　2009年霍思燕與鐘漢良、何晟銘、孫菲菲、鄧萃雯主演的民國武俠情感劇《玫瑰江湖》于春節期間在廣州電視臺播出，霍思燕飾演女一號君綺羅，這是霍思燕首次擔綱出演了一個“大女人”類型的角色 ?；同年繼《貧民張大嘴的幸福生活》之后，霍思燕再次出演百姓題材，與馮紹峰主演的現代電視劇《夫妻一場》播出，霍思燕飾演女主角寧小燕，這也是霍思燕首次飾演媽媽 ?。

　　2010年霍思燕、李晨主演的都市情感劇《孽緣》播出，收視超過《三國》、《楊貴妃秘史》等，以2.64的收視率和5.31的市場份額成為2010年上半年全國收視冠軍，霍思燕飾演的女主角汪海靈在遭遇性侵犯和友人背叛、父母辭世等一系列打擊后，在生活中重拾勇氣，獲取新生，因而霍思燕被稱為“堅強女性代言人” ?；此外，霍思燕與歐陽震華等主演的神話劇《天師鐘馗》以及與朱雨辰主演的都市愛情劇《愛要有你才完美》先后播出并獲得同時段收視冠軍。

　　2011年霍思燕再度與李晨主演的電視劇《風車》在北京衛視播出，霍思燕飾演女一號北兆。電影方面，霍思燕參演筷子兄弟的電影《父親》和短片《贏家》，飾演霍燕燕 ?；霍思燕與李宗翰、李心潔主演的推理奇情片《夢游3D》上映，霍思燕憑借該片入圍東京國際電影節影后 ?。

　　2012年霍思燕與范冰冰、馮紹峰主演的電影《二次曝光》上映，票房過億，這是霍思燕首部過億票房 ?；與歸亞蕾、楊洋、藍正龍、張孝全等主演的經典翻拍電影《飲食男女2012》9月23日，北京首映，霍思燕飾演女一號瓦兒 ?。

　　2013年霍思燕與張曉龍、陳紫函主演，任泉工作室、上海劇帝影視傳媒有限公司、萬達影視聯合出品的都市情感勵志輕喜劇《愛情面前誰怕誰》于9月28日在浙江衛視黃金檔，中央電視臺一套十一檔同步播出，霍思燕轉型首次挑戰“女漢子”于小漁，該劇播出后便排名黃金檔收視第一名，整個播出期穩定在黃金檔收視前二名。 ?

　　2014年4月霍思燕與雷佳音等聯合主演電視劇《我的媳婦是女王》，飾演女一號開心 ?；11月與丈夫杜江合作出演現代劇《再見，老婆大人》，該劇將于2016年播出。

　　2015年2月12日霍思燕與李晨、杜江等主演的電視劇《草帽警察》在中央電視臺電視劇頻道首播，霍思燕在劇中飾演女主角，一名熱辣的村花趙小靜，該劇也是其首次出演村姑的角色 ?；4月21日出演電影《羅曼蒂克消亡史》 ?；5月9憑借《草帽警察》獲得第二屆中美國際電視節最佳女主角獎 ?。8月，都市時尚輕喜劇《待嫁三千金》在北京開機，霍思燕、王陽明、陶慧、周楚楚、曹璐等主演 ?。

　　2016年霍思燕再次搭檔杜江出演愛情電視劇《北京遇見西雅圖》，該劇改編自薛曉路同名小說，霍思燕在劇中擔任女一號朱一然 ?；同年情人節客串的杜江主演的電影《高跟鞋先生》正式上映 ?。