1997年，关晓彤出生于北京市的一个艺术世家，祖父关学曾是北京琴书大师，父亲关少曾是影视演员，由于家庭文化的熏陶，她从小也热爱艺术，喜欢舞蹈和钢琴。4岁半的时候，关晓彤和父亲关少曾一起拍戏，自此出道。
2001年，关晓彤与郭晓冬合作出演《暖》中的丫。
2003年，关晓彤在《惊心动魄》中饰演双双。同年，关晓彤在《电影往事》中饰演江玲玲。
2005年，关晓彤在《太阳》中饰演小袁亮；同年，在《情满山乡》中饰演秦芳。随后，在《红山雨》中饰演小孙女。
2005年12月15日，陈凯歌导演的电影《无极》公映，关晓彤在电影中饰演小倾城，同年在《回家》中饰演芬芬。
2006年，关晓彤在《惟有承诺留我心》中饰演小韩雪婷。
2007年，关晓彤在张琦导演的《救我》中饰演小雪。
2008年，关晓彤在《小田进城》中饰演小田。同年，出演《心灵承诺》。
2009年，关晓彤在电影《刺陵》中饰演小蓝婷。同年，在《春雷绽放》中饰演农小梅。
2010年01月29日，由关晓彤和陈小艺、高曙光主演的《突然心动》在北京电视台影视频道首播 出。12月22日，冯小刚导演的电影《非诚勿扰2》公映，关晓彤在电影中饰演川川。
2011年，关晓彤在《致命闪玩》饰演初中女生。同年，出演《春天的拉花》。
2012年6月28日，关晓彤出演的《画皮2》公映 。7月28日，关晓彤、郝瀚、刘恒宇、卓依琴、安亚欧等主演20集电视剧《101次告白》开机，于2012年9月中旬开播。
2013年6月9日，关晓彤出演的《富春山居图》公映，饰演肖悦悦。
2014年2月16日，关晓彤与王志文、李小冉等主演的《大丈夫》首播。3月19日，关晓彤与张嘉译、闫妮等主演的电视剧《一仆二主》首播 。8月10，关晓彤参加苏有朋导演电影处女作《左耳》，饰演蒋姣。
2015年，关晓彤参演宁瀛转型之作《浪漫天降》。剧中“国民闺女”关晓彤化身俏丽空姐，与“五料影帝”夏雨在电影里上演了一场暖壕追爱的浪漫大作战。
2015年，关晓彤参演由华视佰艺（北京）国际文化传媒有限公司根据作家赵文宇的同名网络小说改编的电影《向天真的女生投降》，该电影于3月28日在厦门开机，将由最受观众喜爱的“国民闺女”关晓彤和新生代偶像主演，关晓彤的父亲作为该片导演，为了给戏中关晓彤选婿也操碎了心，几经挑选最后看中了网络人气美男子姜潮。
2015年，关晓彤出演周小兵执导的大型年代励志情感电视剧《我们的纯真年代》。关晓彤在剧中饰演女主角尤玲之女苦瓜，由于身世秘密，性格叛逆，惹祸不断，最终在亲人的关怀中逐渐成长。
2015年2月，由关晓彤、白敬亭领衔主演的国内首部魔幻爱情攻略新媒体电影《我的公主来自外星之魔法触恋》在北京召开了新闻发布会。
2015年，关晓彤在《妻子的谎言》中饰演董事长儿子的表演老师陈璞玉。夏雨、关晓彤领衔主演的爱情喜剧《浪漫天降》正式宣布10月23日公映 。
2015年，关晓彤出演国内首部主题公园全景偶像剧《嬉戏魔法乐园》，饰演安洁西公主。
2015年，关晓彤在陆贞传奇姊妹篇《班淑传奇》中饰演班淑的学生。
2015年，关晓彤在《我的老婆大人是八零后》中饰演visa。9月17日，关晓彤个人首支单曲《安洁西公主》首发。11月18日，关晓彤暖心小情歌《关于你和我的故事》首发，深情演绎冬季恋歌。12月1日，正式进军歌坛，发行首张Mini专辑《十八Eighteen》。
2016年，关晓彤加盟都市情感大剧《好先生》，将和孙红雷、张艺兴演对手戏。由马少骅、关晓彤领衔主演的亲情励志年代大戏《搭错车》1月11日登陆山东卫视。1月20日，《老师晚上好》在京举办开播发布会，导演韩承桓（韩国），主演李东健（韩国）、关晓彤、等一起出席为该剧宣传造势。
关晓彤1月24日，电视剧《九州天空城》在横店开机，张若昀、关晓彤分饰该剧男女主角，上演倾城虐恋。 2月7日，关晓彤登上央视春晚与郭冬临、刘亚津、马天宇合作表演小品《信不信》。2月7日，关晓彤在春节联欢晚会上演出小品《是谁呢》。5月28日，关晓彤出席了《轩辕剑汉之云》在横店的开机仪式。
2017年1月27日，央视春晚桂林分会场，关晓彤、马天宇、王嘉合唱《带着月光上路》。3月，关晓彤把自己一边当学生一边当演员的丰富经历都随手记录下来，汇成随笔集《不知愁滋味》并出版。9月17日，关晓彤演唱的歌曲《都二十了》发行。10月4日，关晓彤参加2017年中央电视台中秋晚会。11月10日，关晓彤参加2017年双11全球狂欢夜晚会。11月16日，世界卫生组织发布第30个世界艾滋病日公益主题歌《拥抱你》。这首歌曲由钢琴家吴牧野携手易烊千玺、王嘉、关晓彤演绎。11月，关晓彤出席了2018北京卫视“跨界赢天下”发布会，自曝参加《跨界歌王3》。11月28日，演唱的歌曲《灵感 与你彤行》正式发布。12月2日，参加《快乐大本营》。12月3日，获2017年腾讯视频星光大赏年度青春大势艺人奖。12月，加盟北京2018环球跨年冰雪盛典。12月22日，参加《天天向上》，被授予“中瑞文化交流使者”称号。12月23日，参加2018环球跨年盛典北京会场的录制。
12月28日，2017腾讯娱乐白皮书发布，鹿晗与关晓彤在2017年明星爱侣热度榜单排第一名。12月31日，参加湖南卫视跨年演唱会。关晓彤参演的《极光之恋》于11月27日播出。12月，凭借电影《一纸婚约》入围澳门国际电影节最佳女配角。
2018年1月，参加的综艺《信中国》开播。1月7日，参加央视综艺频道《国家宝藏》。1月14日，参演的电视剧《凤囚凰》开播。1月18日，获得2017微博之夜微博年度人气艺人。1月31日，“2017中国慈善名人榜”发布，关晓彤排名第29名。2月8日，参加2018湖南卫视春节联欢晚会。2月15日，参加2018年央视狗年春晚，演唱歌曲《赞赞新时代》。2月16日，参加2018年北京电视台春节联欢晚会；搭档景甜共同演绎歌曲《就是爱》。3月，参加综艺节目《奔跑吧》的录制。3月，入选芭比娃娃女性限量版。3月，参演电影《图兰朵》。4月30日，关晓彤获“五四优秀青年演员”称号。5月4日，主持2018年央视五四晚会《筑梦新时代——2018“五月的鲜花”全国大中学生文艺会演》。6月8日，主演的文艺爱情电影《一纸婚约》上映。7月23日，主演的电视剧《甜蜜暴击》播出。7月30日，参加在长沙举行的《天天向上》十周年盛典媒体见面会。8月15日，获得第29届中国电视金鹰奖观众喜爱的女演员奖提名。8月23日，入围2018全球华人歌曲排行榜年度全能女艺人奖。9月17日，发行单曲《花期》。9月30日，参演的电影《影》上映。10月1日，参加《拥抱新时代 祝福你中国——“中国梦·祖国颂”2018国庆特别节目》。
