1990年,6岁的陶昕然开始学习舞蹈。2000年,考入湖南省艺术学校民族舞专业,毕业前被武警文工团选中,成为一名舞蹈员。随后,陶昕然选择放弃武警文工团的工作。2003年,考入天津音乐学院戏剧影视系学习表演专业。
2006年,出演由马可,刘一含主演的悬疑剧《暗夜心慌慌》,这是她的首部电视剧作品,从而正式进入演艺圈。2009年,参演由司小东执导的电影《杨梅红了的季节》；同年,与唐治平共同主演都市情感剧《橱窗外的天空》,在剧中饰演个性敢爱敢恨的倩倩。《甄嬛传》剧照2010年,与马天宇,闵春晓联合主演改编自小说《红楼梦》的古装剧《黛玉传》,在剧中饰演处事精明能干,个性刚烈的贾府三小姐贾探春。2011年11月,出演刘一志执导的都市情感剧《爱的契约》,在剧中饰演内心控制欲强,没有自制力的90后葛小美。2012年,她与孙俪,陈建斌,蔡少芬等众多艺人共同主演的古装宫斗剧《甄嬛传》播出,在剧中饰演能歌善舞的鹂妃安陵容,该剧开播首日的平均收视率为0.826%；7月,凭借电视剧《甄嬛传》获得第二届搜狐视频电视剧盛典最佳新人奖提名；8月,获得亚洲偶像新力量奖；9月,主演农村轻喜剧《宝乐婶的烦心事》,在剧中饰演宝乐婶的养女金月。陶昕然2013年8月16日,与陈创,姜超共同主演的乡村喜剧《赖汉的幸福指数》播出；同年,主演都市情感剧《我在北京·挺好的》,其在剧中饰演谈小爱的妹妹徐晓园；此外,她还与元彪,陈键锋合作拍摄年代剧《十二金钱镖》,在剧中饰演性格大大咧咧,敢爱敢恨的俞妍青。2014年,与黄少祺联合主演都市情感剧《爱情不打烊》,在剧中饰演孙靖晨的女友赵小芸；12月,发行单曲《最好的礼物》。2015年7月,在高希希执导的抗战剧《马上天下》中饰演对感情坚定,爱情至上的女子梁楚韵；同年,参加由江苏卫视制作的真人秀的节目《为她而战》播出。2016年6月,主演由沈涛,韩小龙联合执导的战争剧《铁血军歌》,在剧中饰演圣约翰音乐学院钢琴手何晨；9月,在赵丽颖,陆毅主演的抗战剧《胭脂》中饰演特高科特工冯曼娜。2017年,获得亚洲影响力盛典最具实力女演员奖；11月,参加浙江卫视推出的综艺节目《演员的诞生》播出。2018年,与高旭阳,王新军共同主演了励志剧《绿水青山红日子》,在剧中饰演从北京返乡的年轻人常菁菁；10月5日,搭档姚晨特别出演的现实主义题材电影《找到你》上映,在片中饰演第三位妈妈朱敏。2021年1月,参加由知乎推出的情景式剧场晚会《答案奇遇夜》播出；3月28日,主演的都市家庭剧《陪你一起长大》在湖南卫视播出,在剧中饰演沈晓燕。2022年5月9日,特邀出演的职场法制剧《女士的法则》在央视八套上线,陶昕然在剧中饰演蒋琼；10月,参加的《永远跟党走奋进新征程——中国视协电视文艺节目》播出,演唱歌曲《带着幸福来见你》；12月,参演特别节目《我心中的人民——电视人对话成都》。2023年6月10日,领衔主演并担任制片人与总出品人的留守儿童题材电影《夹缝之间》在上海国际电影节首映,她在片中饰演一名落魄的单亲妈妈。陶昕然图集陶昕然写真陶昕然杂志陶昕然生活照陶昕然写真陶昕然古装照陶昕然时尚大片陶昕然活动照陶昕然图片
2006年,陶昕然与演员何建泽相恋。2015年3月18日,两人结婚；5月16日,他们在天津举办婚礼。2016年3月18日,陶昕然在微博上宣布怀孕；9月12日,她产下一女何陶。
2013年,出席中国绿天使公益盛典,并担任梅花鹿保护天使。2015年6月15日,出席《2015星光上海—华谊ELLE之夜》五周年庆典活动。