出生于北京市东城区的顾璇少年时期曾是中国国家少年拉丁舞队队员，并获得了中国国家拉丁舞协会证书。

2009年，顾璇又与张峻宁、马梓涵、袁成杰合作主演了中国版《歌舞青春》，并在片中饰演了拥有火辣舞姿与甜美外型的富家女孩洋洋，顾璇也因此开始在影坛崭露头角；此外，顾璇还推出了个人的第一部电视剧作品，她在与李欣汝、刘晓虎、毛俊杰等艺人共同出演的都市职场喜剧《丑女无敌3》中饰演了温柔善良却充满神秘色彩的职场美女阿黛尔。

2010年，顾璇受邀参加了上海国际电影节。2011年，顾璇被张艺谋选中出演了其执导的战争剧情片《金陵十三钗》，她也因此赢得了更高的关注度。

2012年，顾璇与汪东城、周秀娜、陈汉典合作主演了时尚励志青春片《我的美丽王国》，并在片中饰演了美丽优雅的时尚模特一芝；同年，顾璇还与许亚军、李泰兰、刘佳等人共同出演了战争爱情剧《往日情怀》。

2013年，顾璇与甘婷婷、戴娇倩、李健等人合作主演了都市情感喜剧《幸福媳妇成长记》，顾璇在剧中饰演了时尚冷艳的都市冰美人林燕。

2014年，顾璇与邵兵、连奕名、赵子惠合作主演了年代战争传奇剧《回马枪》，并在剧中饰演了敢爱敢恨的巾帼豪杰曲瑶；同年，顾璇还与众多艺人共同出演了刘江执导的电影版《咱们结婚吧》据都市小说《岁月是朵两生花》改编的现代爱情剧《两生花》，她在剧中饰演了外形美艳且痴爱惹人怜的富家女苏祈；同年，顾璇还与魏子昕搭档主演了现代都市爱情片《不愿沉默的知了》，并在剧中饰演了为爱辗转反侧的女主角王若冰。

2016年，顾璇出演了现代剧情片《野蛮生长》 。2017年8月4日，顾璇与刘亦菲、杨洋等人合作出演的古装仙侠爱情片《三生三世十里桃花》上映，而她在片中则饰演了因妒生恨且心机深沉的鬼后玄女；同年，其出演的古装玄幻剧《九州·海上牧云记》播出。

2018年10月5日，顾璇与李现搭档主演的剧情电影《抵达之谜》在釜山进行了世界首映；12月29日，与蔡珩合作出演的奇幻冒险电影《云南虫谷》上映。

2019年12月17日，顾璇主演的电影《抵达之谜》宣布定档2020年2月14日，她在其中饰演冬冬。