毕业于中国传媒大学南广学院语言传播系。2011年成为新一代“谋女郎”，在张艺谋导演的电影《金陵十三钗》中扮演女主角玉墨一角，得到广泛的关注度和好评，从而一举成名。并凭借此片获得第6届亚洲电影大奖最佳新演员奖、第7届华语青年影像论坛年度新锐女演员奖、第十二届华语电影传媒大奖最受瞩目女演员奖、第21届上海影评人奖最佳女演员奖。2012年5月24日，演员冯绍峰微博公开承认与倪妮恋情。2013 年倪妮与杨颖、刘诗诗及杨幂一同入选成为“新四小花旦”。其他作品有《杀戒》《等风来》《我想和你好好的》《匆匆那年》等。