家庭
黄璐的父母都是四川核物理研究所的科研人员，她的姥姥还参与了我国首枚原子弹的研发工作。
感情
2018年6月6日，黄璐与男演员范玮在北京举行婚礼，而他们的女儿Ava则作为小花童送上了婚戒。2019年12月16日，黄璐宣布与范玮离婚。
从小就多才多艺的黄璐有着一副好嗓子，也因此从初中起就是班里的文艺委员，她担任领唱的节目还在成都市举办的合唱比赛中获过奖。2003年，黄璐如愿考上北京电影学院表演系本科班。2007年毕业。
2005年，还在上大学的黄璐出演了章明执导的电影《结果》，她被选中出演女二号单海燕。2006年，在林黎胜执导的数字电影《一半一半》中饰演胡盈盈；2月14日，由章家瑞执导的爱情片《芳香之旅》上映，黄璐在片中饰演女二号小英子。
2007年，在由李杨执导的电影《盲山》中担任女主角，片中饰演被拐卖到农村的女大学生白雪梅；同年，主演电视电影《从心开始》，片中饰演缉毒警察的妻子罗映珍；12月8日，与蔡尚君导演合作的剧情片《红色康拜因》上映。
2008年，黄璐签约美国经纪公司CAA；6月22日，与朱雨辰合作主演的喜剧片《大厨小兵》上映，片中饰演女主角笑笑；同年，与王同辉、杜志国合作出演了刑侦题材电视剧《正义的重量》，黄璐在剧中饰演刁蛮任性、敢爱敢恨的“官二代”赵妍，这是她首部电视剧作品。
2009年1月，主演剧情片《沉默的呼喊》，片中饰演一名小山村的哑女；4月10日，与邵汶合作主演了爱情片《追梦人》，片中饰演梦想成为摄影师的女孩文仪；8月14日，黄璐与郭小橹导演合作的剧情片《中国姑娘》在第62届洛迦诺国际电影节首映，她在片中饰演对现实充满幻想、一心要出国的乡下女孩李梅；同年9月，其主演的剧情片《世界之间》入围了第66届威尼斯国际电影节主竞赛单元。
2011年，与姚安濂、王德顺合作出演剧情片《这里，那里》。2013年4月28日，与叶山豪合作主演的奇幻喜剧片《石器时代之百万大侦探》上映，片中饰演一名资深背包客边小茶；9月20日，与张书豪合作主演的爱情喜剧片《对面的女孩杀过来》上映，黄璐在片中饰演说话大大咧咧、毫不做作的北京姑娘秦朗；同年，主演剧情片《坠落》，片中饰演一位单纯善良、到迪拜追寻梦想的女孩丫丫。
2014年4月12日，黄璐首度担任制片人并主演的剧情片《云的模样》上映，她在片中饰演陪伴失明的母亲的李玲，凭借在该片中的表现她获得了第8届First青年电影展最佳女演员奖；9月8日，在上映的剧情片《三城恋习曲》中饰演一位出走异乡、寻求新生活的女明星Vivian；11月28日，与娄烨导演合作的盲人题材电影《推拿》上映，黄璐在片中饰演发廊妹小蛮，并与黄轩饰演的按摩师上演情感纠葛，而黄璐个人也凭该角色获得更多关注；12月4日，担任第25届新加坡国际电影节长片竞赛单元评委；12月19日，其首次担任出品人并主演的爱情片《相爱的七种设计》上映，黄璐在片中饰演的Emma是一名敢爱敢恨、特立独行的时尚设计师。
2015年3月16日，黄璐凭借《推拿》、《云的模样》两部电影中的表现获得第6届青年电影手册“年度突破表演奖”。2016年，其主演的剧情片《一只黄鸟》入围了第69届戛纳国际电影节影评人周长片竞赛单元，黄璐在片中饰演一位迫于生存压力，决定背井离乡去打工的单身母亲；5月27日，其主演的文艺片《山那边有匹马》上映，片中饰演志愿者女教师艾美；5月，其主演的剧情电影《归去》开机，片中饰演一位四川保姆云姐。
2017年6月30日，黄璐主演的剧情片《宽恕》上映，她在片中饰演年轻貌美的单身母亲李美华；10月10日，与李淳合作主演的剧情片《郊区的鸟》开拍，片中饰演女主角燕子；10月28日，其参与录制的演技竞演类综艺《演员的诞生》在浙江卫视播出，黄璐在第二场中与刘芸上演电影《亲爱的》片段。
2018年，黄璐开始尝试科幻片，她主演了《机械姬》、《苏曼殊》等；1月23日，与高群书导演合作的剧情片《刀尖》开机；同年2月，与王劲松合作主演警匪片《重返铁柱山》；3月30日，黄璐主演的同性题材电影《三伏天》上映，她在片中饰演为了谋生在夜场跳热舞的女子璐璐；6月15日，在上映的犯罪悬疑片《血十三》中饰演了思维敏捷、身手不凡的女刑警邢敏；同年，与何蔚庭导演合作，并出演了犯罪剧情片《幸福城市》。
2019年，黄璐凭借剧情片《G杀》中李小梅一角提名第38届香港电影金像奖最佳女配角；11月1日，其领衔主演的犯罪片《六连煞》上映，片中饰演性情温和、文静贤淑的女主角宋昕；11月1日，与祖峰领衔主演的犯罪片《六欲天》上映，该片还入围了第72届法国戛纳电影节一种关注竞赛单元，而黄璐则在片中饰演女主角李雪；11月3日，其主演的剧情片《夏夜骑士》在东京国际电影节首映；12月13日，在上映的爱情片《被光抓走的人》中饰演为爱疯狂的泼辣女何晓芬；同年12月，其主演的喜剧电影《怕死联盟》开机。
2020年1月7日，与黄志忠、姜武合作主演的警匪动作片《三叉戟》正式杀青；3月18日，与瑞茜·威瑟斯彭、凯丽·华盛顿主演的美剧《星星之火》首播，这是黄璐首次参演美剧，而她则在剧中饰演一名单亲妈妈。
电影奖项
2019第25届香港电影评论学会大奖最佳女演员G杀（提名）
2019第38届香港电影金像奖最佳女配角G杀（提名）
2014第8届First青年电影展最佳女演员云的模样（获奖）
2013第15届台北电影节最佳女主角对面的女孩杀过来（提名）
2009第66届威尼斯电影节最佳女主角世界之间（提名）
2007第60届戛纳电影节最佳女主角盲山（提名）
其他奖项
2017别克2017年度魅力人物（获奖）
黄璐性格亲和、不介意形象，她的表演自然灵动，可坚毅亦可细腻。在擅长的艺术片里，她传递出表面风平浪静、实则暗流涌动的张力。而在为她带来最初声望的《盲山》和《演员的诞生》舞台上，她则表现出纪实和剧情电影里最难能可贵、又最打动人心的真实。聚光灯外的她率性活泼、举重若轻。
作为地地道道的四川人，黄璐身上也有着川妹子直爽火辣的个性。而作为实力派演员，她凭借自己独特清新的气质，和极具潜力的表演走出了一条截然不同的电影路。
黄璐是中国内地女星中最不走寻常路的一位，她在电影《推拿》、《云的模样》中的表演极具突破性、专业且精准，获得年度突破表演奖实至名归。
