1993年，被导演姜文选中在电影《阳光灿烂的日子》中饰演于北蓓之后，进入影视圈。1997年，她主演的电影《黑眼睛》获叙利亚第10届大马士革国际电影节最佳女主角、中国1998年度华表奖最佳女演员、18届金鸡奖最佳女主角奖。1998年，毕业于中央戏剧学院表演系，进入在中央国家话剧院工作。1999年，在《春光灿烂猪八戒》的拍摄中与主演徐峥喜结良缘，结为夫妻。2009年，获第九届中国电视电影百合奖“电视电影十年观众最喜爱的剧情类电视电影女演员奖、第27届飞天奖中国电视剧飞天奖建国60周年突出贡献奖。 2015年9月15日，陶虹获得“全国中青年德艺双馨文艺工作者”荣誉称号。
2016年2月29日，陶虹被授予“全国三八红旗手”荣誉称号。
