彭丹8歲時在北京舞蹈學院一次全國“海選”中被選中，畢業(yè)后被分配到中央直屬機關中央芭蕾舞團，隨后又停薪留職，被公派到美國茱莉亞學院主修電影表演，并深造舞蹈。由于學習成績優(yōu)秀，成為該院第一位拿到全額獎學金的華裔學生。在學校學習期間，彭丹先后獲得了1992年美國華裔小姐冠軍，1993年美國中國小姐冠軍，以及1994年美國亞裔小姐總冠軍。成為唯一一位在世界選美舞臺上榮獲三連冠的東方女性。1995年因拒絕美國《花花公子》雜志25萬美金邀請拍裸照的新聞，引發(fā)華人演藝界關注。

1995年，彭丹在由李安監(jiān)制的英語影片《落鳥》中，飾演了女主角林娜，這是彭丹的處女作，該片榮獲第46屆柏林國際電影節(jié)“最佳藝術片獎”和蒙特利爾國際電影節(jié)“最佳影片獎”等七項大獎；在拍完《落鳥》后，彭丹被黃百鳴賞識，應邀到香港拍攝由章國明執(zhí)導的喜劇驚悚情色片《狼吻夜驚魂》，彭丹飾演女主角周美詩。此后拍了多部三級片，如《邪殺》、《極度獸性》、《六魔女》、《三合會》等。

90年代后期，隨著香港電影不景氣，彭丹從香港轉戰(zhàn)到內地。2000年，彭丹主演了國慶獻禮片《開著火車上北京》，飾演第一代內燃機車女司機李秀鳳，因此榮獲中宣部精神文明建設“五個一工程”獎，并成為第一位獲此獎項的港臺演員。

2004年，彭丹主演的軍事歷史題材影片《黃埔軍人》榮獲好萊塢國際電影星光獎“最佳故事片獎”、“最佳電影編劇獎”、“最佳音樂獎”和“杰出電影成就獎”等四項大獎。 

2005年，彭丹參演了由趙恒煊、史蘭芽、劉長純主演的抗戰(zhàn)劇《鐵道游擊隊》，飾演紅杏。

2006年，彭丹在電影《張思德》中飾演了一位淳樸的八路軍女戰(zhàn)士。該片榮獲中宣部精神文明建設“五個一工

程”獎、中國電影華表獎“最佳故事片獎”、長春國際電影節(jié)“最佳故事片獎”和中國電影百花獎“最佳故事片獎”。

2009年，彭丹主演了型愛國故事片《可愛的中國》，該片榮獲中宣部六十周年國慶獻禮片四部重點推薦片之一。

2013年1月，彭丹經(jīng)中國致公黨向甘肅省政協(xié)推薦，甘肅省政協(xié)主席會議審議同意后，提交十屆甘肅省政協(xié)第二十一次常委會議協(xié)商決定，成為甘肅省政協(xié)“文化藝術界別”19位委員之一；隨后，彭丹編導并主演了弘揚中華民族精

神的電影《南泥灣》，該片被國家廣電總局確定為“黨的十八大重點獻禮影片”，彭丹并榮獲“2013年最佳新銳導演獎”和“第五屆澳門國際電影節(jié)最佳編劇大獎”。

2014年7月，彭丹憑借主旋律電影《南泥灣》榮獲首屆中美國際電視節(jié)最佳女主角獎；同時，彭丹正在進行中美合拍的抗戰(zhàn)故事片《B29情緣》的選景工作，并籌備30集電視連續(xù)劇《福州人在美國》。

彭丹出生在一個“紅色”家庭，外公曾任遵義市副市長。

彭丹是性感的代言人，她有“魔鬼身材”的體形比例：身高1.68米，三圍分別是36、24、36，美艷的外表和成熟的舉止。（商都網(wǎng)評）轉戰(zhàn)內地市場后連續(xù)六年成為中央電視臺春季首文件大劇的女主角，因此被譽為紅色藝人的佼佼者。（騰訊娛樂評）

 2016年3月27日，VR直播選角真人秀《絕對有戲》在北京落幕，演員彭丹、歌手李進等多位行業(yè)大咖親臨現(xiàn)場進行選拔，40余位演員與劇組當場簽約成功，開啟了劇組與演員對接的全新模式。