1997年，關曉彤出生于北京市的一個藝術世家，祖父關學曾是北京琴書大師，父親關少曾是影視演員，由于家庭文化的熏陶，她從小也熱愛藝術，喜歡舞蹈和鋼琴。4歲半的時候，關曉彤和父親關少曾一起拍戲，自此出道。

2001年，關曉彤與郭曉冬合作出演《暖》中的丫。

2003年，關曉彤在《驚心動魄》中飾演雙雙。同年，關曉彤在《電影往事》中飾演江玲玲。

2005年，關曉彤在《太陽》中飾演小袁亮；同年，在《情滿山鄉(xiāng)》中飾演秦芳。隨后，在《紅山雨》中飾演小孫女。12月15日，陳凱歌導演的電影《無極》公映，關曉彤在電影中飾演小傾城，同年在《回家》中飾演芬芬。

2006年，關曉彤在《惟有承諾留我心》中飾演小韓雪婷。

2007年，關曉彤在張琦導演的《救我》中飾演小雪。

2008年，關曉彤在《小田進城》中飾演小田。同年，出演《心靈承諾》。

2009年，關曉彤在電影《刺陵》中飾演小藍婷。同年，在《春雷綻放》中飾演農小梅。

2010年01月29日，由關曉彤和陳小藝、高曙光主演的《突然心動》在北京電視臺影視頻道首播 出。12月22日，馮小剛導演的電影《非誠勿擾2》公映，關曉彤在電影中飾演川川。

2011年，關曉彤在《致命閃玩》飾演初中女生。同年，出演《春天的拉花》。

2012年6月28日，關曉彤出演的《畫皮2》公映 。7月28日，關曉彤、郝瀚、劉恒宇、卓依琴、安亞歐等主演20集電視劇《101次告白》開機，于2012年9月中旬開播。

2013年6月9日，關曉彤出演的《富春山居圖》公映，飾演肖悅悅。

2014年2月16日，關曉彤與王志文、李小冉等主演的《大丈夫》首播。3月19日，關曉彤與張嘉譯、閆妮等主演的電視劇《一仆二主》首播 。8月10，關曉彤參加蘇有朋導演電影處女作《左耳》，飾演蔣姣。

2015年，關曉彤參演寧瀛轉型之作《浪漫天降》。劇中“國民閨女”關曉彤化身俏麗空姐，與“五料影帝”夏雨在電影里上演了一場暖壕追愛的浪漫大作戰(zhàn)。 同年，關曉彤出演周小兵執(zhí)導的大型年代勵志情感電視劇《我們的純真年代》。關曉彤在劇中飾演女主角尤玲之女苦瓜，由于身世秘密，性格叛逆，惹禍不斷，最終在親人的關懷中逐漸成長。2月，由關曉彤、白敬亭領銜主演的國內首部魔幻愛情攻略新媒體電影《我的公主來自外星之魔法觸戀》在北京召開了新聞發(fā)布會。關曉彤在《妻子的謊言》中飾演董事長兒子的表演老師陳璞玉。夏雨、關曉彤領銜主演的愛情喜劇《浪漫天降》正式宣布10月23日公映 。

關曉彤出演國內首部主題公園全景偶像劇《嬉戲魔法樂園》，飾演安潔西公主。關曉彤在陸貞傳奇姊妹篇《班淑傳奇》中飾演班淑的學生。關曉彤在《我的老婆大人是八零后》中飾演visa。9月17日，關曉彤個人首支單曲《安潔西公主》首發(fā)。11月18日，關曉彤暖心小情歌《關于你和我的故事》首發(fā)，深情演繹冬季戀歌。12月1日，正式進軍歌壇，發(fā)行首張Mini專輯《十八Eighteen》。

2016年，關曉彤加盟都市情感大劇《好先生》，將和孫紅雷、張藝興演對手戲。由馬少驊、關曉彤領銜主演的親情勵志年代大戲《搭錯車》1月11日登陸山東衛(wèi)視。1月20日，《老師晚上好》在京舉辦開播發(fā)布會，導演韓承桓（韓國），主演李東健（韓國）、關曉彤、等一起出席為該劇宣傳造勢。

1月24日，電視劇《九州天空城》在橫店開機，張若昀、關曉彤分飾該劇男女主角，上演傾城虐戀。 2月7日，關曉彤登上央視春晚與郭冬臨、劉亞津、馬天宇合作表演小品《信不信》。2月7日，關曉彤在春節(jié)聯(lián)歡晚會上演出小品《是誰呢》。5月28日，關曉彤出席了《軒轅劍漢之云》在橫店的開機儀式。

2017年1月27日，央視春晚桂林分會場，關曉彤、馬天宇、王嘉合唱《帶著月光上路》。3月，關曉彤把自己一邊當學生一邊當演員的豐富經(jīng)歷都隨手記錄下來，匯成隨筆集《不知愁滋味》并出版。9月17日，關曉彤演唱的歌曲《都二十了》發(fā)行。10月4日，關曉彤參加2017年中央電視臺中秋晚會。11月10日，關曉彤參加2017年雙11全球狂歡夜晚會。11月16日，世界衛(wèi)生組織發(fā)布第30個世界艾滋病日公益主題歌《擁抱你》。這首歌曲由鋼琴家吳牧野攜手易烊千璽、王嘉、關曉彤演繹。11月，關曉彤出席了2018北京衛(wèi)視“跨界贏天下”發(fā)布會，自曝參加《跨界歌王3》。11月28日，演唱的歌曲《靈感 與你彤行》正式發(fā)布。12月2日，參加《快樂大本營》。12月3日，獲2017年騰訊視頻星光大賞年度青春大勢藝人獎。12月，加盟北京2018環(huán)球跨年冰雪盛典。12月22日，參加《天天向上》，被授予“中瑞文化交流使者”稱號。12月23日，參加2018環(huán)球跨年盛典北京會場的錄制。

12月28日，2017騰訊娛樂白皮書發(fā)布，鹿晗與關曉彤在2017年明星愛侶熱度榜單排第一名。12月31日，參加湖南衛(wèi)視跨年演唱會。關曉彤參演的《極光之戀》于11月27日播出。12月，憑借電影《一紙婚約》入圍澳門國際電影節(jié)最佳女配角。

2018年1月，參加的綜藝《信中國》開播。1月7日，參加央視綜藝頻道《國家寶藏》。1月14日，參演的電視劇《鳳囚凰》開播。1月18日，獲得2017微博之夜微博年度人氣藝人。1月31日，“2017中國慈善名人榜”發(fā)布，關曉彤排名第29名。2月8日，參加2018湖南衛(wèi)視春節(jié)聯(lián)歡晚會。2月16日，參加2018年北京電視臺春節(jié)聯(lián)歡晚會；搭檔景甜共同演繹歌曲《就是愛》。3月，參加綜藝節(jié)目《奔跑吧》的錄制。3月，入選芭比娃娃女性限量版。4月30日，關曉彤獲“五四優(yōu)秀青年演員”稱號。5月4日，主持2018年央視五四晚會《筑夢新時代——2018“五月的鮮花”全國大中學生文藝會演》。6月8日，主演的文藝愛情電影《一紙婚約》上映。7月23日，主演的電視劇《甜蜜暴擊》播出。7月30日，參加在長沙舉行的《天天向上》十周年盛典媒體見面會。8月15日，獲得第29屆中國電視金鷹獎觀眾喜愛的女演員獎提名。8月23日，入圍2018全球華人歌曲排行榜年度全能女藝人獎。9月17日，發(fā)行單曲《花期》。9月30日，參演的電影《影》上映。10月1日，參加《擁抱新時代 祝福你中國——“中國夢·祖國頌”2018國慶特別節(jié)目》。10月19日，參加美好奇妙夜2018浙江衛(wèi)視秋季盛典。11月28日，發(fā)行單曲《風箏》。12月1日，獲2019愛奇藝尖叫之夜年度銀幕突破藝人獎。12月11日，參演的電影《向天真的女生投降》在優(yōu)酷視頻首映，在劇中飾演姚蘭。同月，《第一財經(jīng)周刊》與秒針系統(tǒng)聯(lián)合發(fā)布的“2018最具商業(yè)價值明星榜”，關曉彤排名第38位。12月23，獲得我是頭條·2018年今日頭條年度盛典今日頭條年度號召力明星獎、抖音短視頻年度之星獎。12月25日，發(fā)行單曲《愛情教會我什么》。12月27日，參演的電視劇《神風刀》在愛奇藝播出，在劇中飾演水蓮。12月31日，參加2019年北京衛(wèi)視跨年晚會。

2019年1月1日，參加央視《元旦晚會》，和金瀚演唱歌曲《贊贊新時代》。1月4日，入選演技派新生代四小花旦。1月11日，參加2018微博之夜并獲得微博年度人氣藝人榮譽。2月1日，參加的綜藝節(jié)目《王牌對王牌第四季》在浙江衛(wèi)視播出。2月4日，參加2019中央電視臺春節(jié)聯(lián)歡晚會，演唱歌曲《青春暢想》。2月5日，參加2019北京衛(wèi)視春晚。同日，發(fā)行合唱單曲《青春暢想》。同年，參加的綜藝節(jié)目《向往的星居》在北京衛(wèi)視播出。2月19日，參加北京衛(wèi)視元宵晚會，演唱歌曲《北京樂章》。2月22日，參加的綜藝節(jié)目《王牌對王牌》播出。4月10日，參加的綜藝節(jié)目《拜托了冰箱》第五季播出。4月19日，參演的電影《如影隨心》上映，在劇中飾演蘿莉。5月20日，發(fā)行合唱單曲《等得到》。6月10日，參演電視劇《二十不惑》，在劇中飾演梁爽。同年，參演電影《圖蘭朵：魔咒緣起》，在劇中飾演圖蘭朵。9月10日，參演的電視劇《我是班主任》在優(yōu)酷播出，在劇中飾演小關老師。9月12日，發(fā)行單曲《聽媽媽講那過去的事情》。9月14日，擔任色彩推薦人的綜藝節(jié)目《時尚大師》第二季在央視財經(jīng)頻道播出。同月，參加綜藝節(jié)目《遇見天壇》。9月26日，演唱的歌曲《我和我的祖國》青春版MV上線網(wǎng)易云音樂，在MV中飾演一名舞蹈學生。12月14日，參加的綜藝節(jié)目《我就是演員之巔峰對決》在浙江衛(wèi)視播出。12月15日，發(fā)行合唱單曲《夢想》。12月19日，獲第六屆中國電視好演員綠組最佳女演員獎。12月31日，參加2020BTV環(huán)球跨年冰雪盛典，關曉彤與張若昀演唱歌曲《說唱北京事兒》。

2020年2月5日，發(fā)行合唱單曲《我們心在一起》。2月21日，參加的綜藝節(jié)目《王牌對王牌5》在浙江衛(wèi)視播出。3月8日，參加的綜藝節(jié)目《戰(zhàn)“疫”故事》在央視綜藝頻道播出。同年，參演電視劇《我就是這般女子》，在劇中飾演班婳。4月8日，參加的融媒體直播節(jié)目《青春詩會》定檔在全網(wǎng)直播。5月4日，參加的創(chuàng)意融媒體節(jié)目《奮斗吧！青春》定檔在央視頻播出。5月29日，參加的綜藝節(jié)目《奔跑吧4》定檔在浙江衛(wèi)視播出。6月27日，參加的綜藝節(jié)目《青春環(huán)游記2》第四期定檔在浙江衛(wèi)視播出。7月10日，主演的電視劇《什剎�！范�檔在央視一套播出，在劇中飾演莊曉曉。7月13日，參與合唱的單曲《相約北京》上線。7月14日，主演的電視劇《二十不惑》定檔在湖南衛(wèi)視、愛奇藝播出，在劇中飾演梁爽。8月，參演《2020年最美表演》短片《起舞》。8月27日，2020福布斯中國名人榜發(fā)布，關曉彤排名第71位。9月30日，參加《“中國夢·祖國頌” ——2020國慶特別節(jié)目》，表演歌曲《微微》。10月1日，參加2020年中央廣播電視總臺中秋晚會，演唱歌曲《歸鄉(xiāng)》。同月，加盟綜藝節(jié)目《王牌對王牌6》。10月30日，主演的電影《月半愛麗絲》定檔在中國內地上映，在劇中飾演林曉曦。11月15日，參加的大型直播生態(tài)真人秀《爆款星主播》第二期定檔在騰訊視頻播出。

關曉彤雖然演很多戲，但是學習成績并沒有落下，雖然成了所謂的“明星”，但和同學們還是能打成一片。和大多數(shù)90后一樣，追韓劇、打網(wǎng)游、社交網(wǎng)絡隨手刷。

2016年藝術類招生考試中，關曉彤只報考了北京電影學院表演專業(yè)并獲得第一名的好成績。

2016年6月23日，關曉彤微博曬出高考成績單，成績單顯示關曉彤高考總分為552分。7月5日，以專業(yè)課和文化課第一名的成績被北京電影學院錄取。7月27日，關曉彤的媽媽李君在微信朋友圈曬出了關曉彤的北京電影學院錄取通知書，并向記者透露，關曉彤要在橫店拍戲至9月，去學校報到的具體日期還尚未確定。

2017年10月8日，鹿晗在微博公開與關曉彤的戀情，關曉彤也發(fā)微博回應，而后鹿晗工作室對媒體稱戀情屬實。

2015年12月23日，作為嘉賓出席了第30屆中國電視劇飛天獎典禮。

2016年03月19日，素有“國民閨女”之稱的關曉彤被加冕為“橫店公主”。在《九州天空城》的發(fā)布會，關曉彤參加“橫店公主”加冕禮，父母到場助陣；5月23日，與劉昊然、尼格買提、平安等現(xiàn)身天安門廣場放歌 ；9月26日，擔任第二屆橫店兒童電影節(jié)公益形象大使，拍攝公益宣傳片；10月，全球知名高檔化妝品品牌CLINIQUE倩碧宣布，新生代女演員關曉彤成為中國區(qū)品牌大使。

2017年3月3日，與王俊凱、王嘉一起作為世界野生動植物日青年行動倡導者，拍攝公益廣告；5月4日，參加中央電視臺“五四晚會”活動，并獲得團中央“五四優(yōu)秀青年”稱號；?6月1日晚，世界衛(wèi)生組織在北京舉辦“無煙下一代”全球控煙項目發(fā)布會，世界衛(wèi)生組織駐華代表施賀德博士向關曉彤授予世界衛(wèi)生組織中國控煙倡導者稱號。6月19日起，由關曉彤等拍攝的世界衛(wèi)生組織宣傳廣告以每天數(shù)十次的頻次登上美國紐約時代廣場納斯達克塔樓大屏幕。同年，參演公益廣告《光榮與夢想——我們的中國夢》。6月24日，與成龍、黃曉明、李冰冰等32位電影人一同出演《光榮與夢想--我們的中國夢系列公益片》。同年與華少、侯佩岑等人主場“雙十一狂歡夜”晚會 ；11月16日，關曉彤與吳牧野、易烊千璽等合作的第30個世界艾滋病日公益主題歌《擁抱你》發(fā)布 。11月18日，被世界衛(wèi)生組織任命為“世界衛(wèi)生組織中國健康特使” 。

2018年1月31日，《中國慈善家》揭曉了“2017中國慈善名人榜”，關曉彤排名第29；9月2日，《中國影視明星社會責任研究報告（2017-2018）》發(fā)布，關曉彤位居第十名；10月12日，出席2018年芭莎明星慈善夜；10月17日，參加的脫貧攻堅戰(zhàn)——星光行動啟動儀式在CCTV6電影頻道及全網(wǎng)共同播出；10月21日，關曉彤被聘任為首屆中國國際進口博覽會上海青年推廣大使；10月29日，世界衛(wèi)生組織中國健康特使、中國青年演員關曉彤亮相于美國紐約的聯(lián)合國總部，致力于消除公眾對艾滋病病毒感染者的歧視，并接受聯(lián)合國新聞處專訪。12月，擔任2018第十屆澳門國際電影節(jié)形象大使。

2019年3月28日，在杭州市臨安區(qū)天目山鎮(zhèn)桂芳橋村參加“家鄉(xiāng)味道，王牌送到”扶貧公益活動，被授予“中國藍王牌扶貧公益大使”稱號。6月1日，出席年輕影響力·中國青年明星公益榜樣盛典，并被授予“中國青年明星公益新力量”榮譽。

關曉彤雖然是童星，但是她的學習成績并沒有落下，2014年在北師大附中就讀 ?。關曉彤在片場一有空就抓緊補習功課，拿起書本苦讀，放下書本拍戲 。（張嘉譯評）

2014年關曉彤繼《大丈夫》之后再次飾演一個讓劇中爸爸萬分疼愛卻又萬般無奈的青春期叛逆女孩，而關曉彤不俗的演技和對細微末節(jié)恰到好處的拿捏在讓觀眾感同身受的同時，更會引發(fā)廣大家長對孩子成長與教育的關注和思考 。(搜狐娛樂評）

關曉彤亭亭玉立的形象深入人心，她從國民閨女變身最具潛力演員，一路成長驚人，而且她在不斷與孫紅雷、張嘉譯、王志文、李小冉等國內演員合作對戲后，她的演技突飛猛進，并且她也不再滿足乖巧可愛的熒幕形象，渴望突破自己，使得她的戲路越走越寬，星途越來越坦蕩。（騰訊娛樂評）

2019年2月16日，中國殘疾人藝術團發(fā)聲明稱關曉彤在《王牌對王牌》節(jié)目中表演的舞蹈《千手觀音》涉嫌侵權。聲明中稱中國殘疾人藝術團擁有舞蹈《千手觀音》的版權，心靈之聲殘疾人藝術團表演的《千手觀音》未經(jīng)著作權人授權許可。舞蹈《千手觀音》編導為張繼剛導演，而非節(jié)目字幕中標注的茅迪芳，并表示將保留進一步追究法律責任的權利。

2019年6月4日，北京法院審判信息網(wǎng)發(fā)布了5份關曉彤肖像權糾紛案民事判決書，法院判定關曉彤全部勝訴，5家公司須賠禮道歉，并賠償3萬，累計15萬元。