在浙江的演员中，汤唯也是年轻一代中的佼佼者，她靠本色演戏，而且一举成名。

汤唯，祖籍浙江温州，1979年10月7日出生于浙江省杭州市，她的父亲是画家，母亲也爱好美术。因此，她儿时是爱好美术的，本是想当个画家。

1982至1985年，汤唯就读杭州市高银巷幼儿园。1985-1991年，就读杭州市武林路小学。（已合并安吉路实验小学）1992-1994年，就读深圳市红岭中学（四班）和杭州第十四中学（二班）。1994-1997年，就读杭州市五四职业高级中学美工升学班，后改为杭州美术职业学校。

1998年，19岁的汤唯陪着同学到文化经纪公司面试，结果汤唯却被录取，那时只是兼职模特。

1998年，汤唯参加中戏暑期表演培训班时，当时的指导老师是一位导演系的老师，便建议她去考导演系，在一位导演系朋友的帮助下突击学习导演系基础知识，结果以专业课第三的成绩拿到了准考证，但文化课没有通过。复读再高考，终于在2000年得以进入该学校。

2000至2004年，她就读中央戏剧学院（导演系本科班）。

2004年，汤唯选择了去参加环球小姐选美比赛，获得北京赛区第五名。同年，汤唯出演电影《警花燕子》，第一次担演女主角。在戏里演假小子式的交警。她也凭借电视电影《警花燕子》，荣获2006年度中央电视台电影频道数字电影百合奖优秀女演员奖。

2006年，汤唯因出演著名华人导演李安执导的电影《色·戒》中的女主角王佳芝而一夜成名，因其到位、细腻的表演赢得了业内专业人士、影评人和影迷的一致肯定。

2007年，汤唯因在电影《色·戒》中饰演民国女大学生王佳芝而成名，并获得第44届台湾地区电影金马奖最佳新人奖。

2008年，汤唯出演《月满轩尼诗》，最大的看点无疑是张学友和汤唯的组合。

2010年，汤唯出演的电影《月满轩尼诗》，获得华语电影传媒大奖最佳女演员奖。

2011年，汤唯凭借电影《晚秋》，分别在韩国《百想艺术大赏》、《韩国影评奖》与《釜山影评家奖》三度荣获最佳女主角奖，汤唯也成为韩国最受欢迎的中国女演员。

2012年10月4日晚，汤唯搭档韩国演员安圣基献上主持人首秀，首开釜山电影节开幕式由外国人担任司仪的先例。汤唯此前主演的《武侠》和《晚秋》两部影片都曾在釜山电影节展映并得到了韩国观众的喜爱，此次出任电影节司仪更是与釜山电影节的又一次深度结缘。

2013年，汤唯主演电影《北京遇上西雅图》，刷新了国产电影爱情片票房纪录，并收获第22届上海影评人奖 、中国电影导演协会、北京大学生电影节等多个最佳女演员奖项。

2016年1月，汤唯凭借电影《三城记》入围第35届香港电影金像奖最佳女主角。

2018年12月31日，汤唯参演的电影《地球最后的夜晚》上映。

2019年12月17日，汤唯主演的电视剧《大明风华》在湖南卫视播出，在剧中饰演孙若微。

2020年10月，汤唯参演电影《分手的决心》，在剧中饰演徐婡，受到观众好评。