1976年，夏雨出生在山东省青岛市。父亲是青岛市话剧团的演员，同时还身兼美工，而母亲是一家百货公司的会计。
1979年，夏雨父母离婚，夏雨被父亲送到日照郊区五莲县的大姑家。
1993年，夏雨的父亲秦生在北京的一家报纸上看到一则招聘启事，是姜文导演的剧情片《阳光灿烂的日子》，夏雨的父亲发现夏雨和年轻时的姜文很像，就把儿子的照片寄给了剧组，因为长相与少年时代的姜文很像，从而主演了该部影片。
1995年，考入中央戏剧学院表演系。
1993年，夏雨被姜文导演选中出演其执导的剧情片《阳光灿烂的日子》，饰演真实、胆大的大院男孩马小军，凭借该角获得第51届威尼斯国际电影节最佳男演员奖，成为中国内地首位威尼斯影帝；并分别于1995年和1996年获得第8届新加坡国际电影节最佳男演员奖和第33届台湾电影金马奖最佳男主角奖。
1998年，主演胡安执导的剧情片《西洋镜》，在片中饰演照相馆摄影师刘京伦，凭借该角色获得第13届东京国际电影节最佳男演员奖提名。
1999年，与周迅、朴树合作主演高晓松的导演处女作电影《那时花开》，在剧中饰演张扬的好朋友高举。
2000年，出演了好莱坞制作的电影《熊猫之梦》。
2001年，主演的家庭伦理片《我的兄弟姐妹》，在影片中饰演性格比较羞怯、谨慎的老幺齐天。
2002年，主演美食剧《佛跳墙》，在剧中饰演调皮的厨子郑宝厨。
2003年，主演爱情喜剧片《警察有约》，在影片中饰演真实善良的北京片警赵六安，凭借该角获得第23届中国电影金鸡奖最佳男演员奖。
2004年，主演的剧情类电影《电影往事》在荷兰上映，夏雨在影片中饰演性格随和、爱闹爱玩、淳朴老实的毛大兵；5月1日，主演的喜剧片《自娱自乐》在中国内地上映，在剧中饰演机灵而又搞笑的小伙子王胜利。
2005年，与李冰冰、龚蓓苾合作主演了伍仕贤执导的爱情喜剧电影《独自等待》，在影片中饰演充满热情与幻想的青年陈文，并凭借该影片获得第12届北京大学生电影节最佳男演员奖；11月10日，与吴建豪、余文乐合作主演的动作片《猛龙》上映，在影片中饰演勇猛沉稳的国际刑警陆少军，这也是他首次挑战动作警匪片。
2006年，与娜奥米·沃茨、爱德华·诺顿、列维·施瑞博尔、黄秋生等人合作主演的爱情片《面纱》上映，这是夏雨继《熊猫之梦》后参演的第二部好莱坞电影；随后，与钟汉良、胡静、蔡琳合作主演的清宫剧《康熙秘史》播出，在剧中饰演是在矛盾与抉择中历练，在痛苦与悲伤中变得成熟的康熙；同年，凭借与袁泉联袂主演的爱情片《上海伦巴》获得第13届北京大学生电影节最受欢迎男演员奖。
2007年，与梁咏琪、曾志伟、唐嫣合作主演喜剧爱情片《棒子老虎鸡》，在片中饰演老实木讷又较真的“靖哥哥”大春。2008年12月，与左小青、张洪睿、齐襄合作主演的情感剧《我们的八十年代》在哈尔滨新闻综合频道播出，剧中夏雨饰演个性桀骜不驯、爱憎分明的青工段玉刚。
2009年，与闫妮、马苏合作主演的年代剧《北风那个吹》首播，在剧中夏雨饰演多才多艺、纯真善良的知青小伙帅子。2010年10月，与李幼斌、阎娜、郭家铭合作主演的情感剧《师傅》杀青，他在剧中饰演铁师傅的三徒弟新时代新工人的优秀代表许风。
2011年，与廖凡、宋佳等人合作主演都市情感剧《我们这拨人》，在剧中饰演有理想的抱负青年汤若。2012年6月9日，主演的动作喜剧片《宝岛双雄》上映，在片中饰演说话做事慢半拍、喜感十足的小区保安大海。
2013年，与郭富城、桂纶镁合作主演的悬疑剧情电影《圣诞玫瑰》在香港公映，在影片中饰演性格飞扬跋扈、理智而冷血的香港律师界新星薛肇文。
2015年，主演的喜剧电影《一路惊喜》在全国上映，夏雨在片中出演“内地警察”钟伟；10月30日，与关晓彤合作主演的爱情喜剧电影《浪漫天降》在全国公映，夏雨在影片中饰演了财大气粗的土豪厨子林子大；12月18日，与陈坤、黄渤、舒淇联袂主演的动作悬疑片《鬼吹灯之寻龙诀》于全球公映，夏雨在该片中饰演鉴宝高手大金牙；同年，他还参加了国内首档飞行类励志综艺节目《壮志凌云》。
2016年，主演的喜剧冒险片《洛杉矶捣蛋计划》上映，在影片中饰演高冷傲娇的王牌经纪人黄伯伦。2017年6月29日，与闫妮合作主演的都市喜剧电影《反转人生》在全国上映，夏雨在片中饰演有满腹抱负却郁郁不得志的保险推销员马奋斗；同年8月25日，夏雨主演的动作片《龙之诞生》在美国正式上映，在影片中饰演宿敌少林功夫大师黄泽民，该片入围多伦多国际电影节特别展映单元。
2018年，主演根据“1993中俄列车大劫案”改编的悬疑刑侦剧《莫斯科行动》在浙江卫视播出，夏雨在剧中饰演中国警方秘密行动队队长陈尔力；1月29日，主演的民国剧情片《红尘1945》在江苏常州开机，夏雨饰演男主角顾念；12月26日，主演的悬疑探秘剧《古董局中局》在腾讯视频播出，在剧中饰演北京琉璃厂古董店的店主许愿。
2019年，夏雨的首个生活实录短视频纪录片《三十六技》于今日头条独家上线，夏雨凭借该节目获得今日头条“年度影音创作人”；5月1日，与张静初搭档主演的剧情片《东北往事之二十年》上映；6月27日，参加的腾讯视频文化旅行纪录片《是面包，是空气，是奇迹啊》播出，夏雨在节目中担任嘉宾，与陈粒、西川一起展开了一场日本文化溯源的“旅读”之行；同年，与黄渤、费翔等人合作主演动作魔幻片《封神三部曲》，在片中饰演心狠手辣、一肚子坏水的申公豹。
2020年，主演的悬疑探秘剧《古董局中局之鉴墨寻瓷》在腾讯视频和爱奇艺同步播出，夏雨在剧中饰演古董店的店主许愿，并与魏晨、沙宝亮、费振翔合作献唱该剧主题曲《一条船上》；6月11日，由韩延执导的情感片《送你一朵小红花》官宣夏雨为特别出演，该片12月31日上映。
封神三部曲2020 饰演申公豹 导演乌尔善 主演黄渤、费翔、李雪健
红尘19452020 饰演顾念 导演杨枫、杨东 主演王可如、谭凯、张国柱、李立群、金士杰、高捷、黄觉
送你一朵小红花2020-12-31 饰演- 导演韩延 主演易烊千玺、刘浩存
东北往事之二十年2019-05-01 饰演梅三 导演孔二狗 主演张静初、胡军、吴樾、马浴柯
那些女人 2018-09-03 饰演金宝 导演吴贻弓、江平、李作楠 主演何赛飞、胡可、殷桃、马伊琍、姚晨、佟大为
反转人生2017-06-30 饰演马奋斗 导演伍仕贤 主演闫妮、潘斌龙、宋茜、包贝尔、李勤勤
洛杉矶捣蛋计划2016-03-18 饰演黄伯伦 导演郑潇 主演宋祖儿、杨紫、梅西·格雷、吴大维、江珊
鬼吹灯之寻龙诀2015-12-18 饰演大金牙 导演乌尔善 主演陈坤、黄渤、舒淇、刘晓庆
浪漫天降2015-10-23 饰演林子大 导演宁瀛 主演关晓彤、邱泽
圣诞玫瑰2013-05-24 饰演律师 导演杨采妮 主演郭富城、桂纶镁、杨采妮
爱情银行2013-03-14 饰演何沐阳 导演曲江涛 主演徐婕儿、周泓
一八九四·甲午大海战2012-07-06 饰演伊东祐亨 导演冯小宁 主演陆毅、杨立新、孙海英、吕丽萍
宝岛双雄2012-06-08 饰演大海 导演张训玮 主演房祖名、陈汉典、邓家佳
寻找微尘2009 饰演早报记者 导演沈东 主演李婷、朱媛媛、王静
西风烈2009 饰演张宁 导演高群书 主演杨采妮、段奕宏、吴京
感情生活2009 饰演小柯 导演杨竞泽 主演姚星彤、明道
江北好人2007 饰演张维扬 导演刘新 主演马伊琍、江珊、侯勇
棒子老虎鸡2007 饰演李大春 导演王光利 主演梁咏琪、曾志伟、唐嫣
太阳花2006 饰演开店男孩 导演张扬 主演李冰冰
落叶归根2006 饰演背包客 导演张扬 主演赵本山、宋丹丹、郭德纲
上海伦巴2005 饰演阿川 导演彭小莲 主演袁泉、高鑫、崔杰
猛龙2005 饰演陆少军 导演李仁港 主演黄圣依、余文乐、吴建豪
面纱2005 饰演吴医生 导演约翰卡兰 主演黄秋生、爱德华诺顿
独自等待2004 饰演陈文 导演伍仕贤 主演李冰冰、龚蓓苾
鲨鱼的故事2004 导演维基·简森 主演李冰冰、张涵予
自娱自乐2003 饰演王胜利 导演李欣 主演李玟、尊龙、陶虹
电影往事2003 饰演毛大兵 导演小江 主演姜宏波、江珊
豆腐迷郎2003 饰演陈均 导演麦兆辉 主演胡可、叶童、吴孟达
我的法兰西岁月2003 饰演萧三 导演翟俊杰 主演周朗、卢奇
警察有约2002 饰演赵六安 导演徐耿 主演梁静、伍宇娟、沈丹萍
古董局中局之鉴墨寻瓷2020-05-10 饰演许愿 导演管虎、方刚亮 主演魏晨、阿丽亚
古董局中局2018-12-26 饰演许愿 导演五百、余庆 主演乔振宇、蔡文静、田中千绘、王刚
莫斯科行动2018-01-08 饰演陈尔力 导演张睿 主演吴优、张志坚、姚芊羽
而立之年2013 饰演曹百万 导演罗长安 主演梅婷、范明
我们这拨人2013 饰演汤若 导演刘心刚 主演廖凡、宋佳、郭京飞、白百何
飞越国界的风筝2011 饰演未知 导演朱时春 主演朱时茂、斯琴高娃、田华
杨柳青2011 饰演方佩诚 导演林建龙 主演曹磊、侯天来、李倩
师傅2010 饰演许风 导演齐星 主演李幼斌、阎娜
军旗飘扬2009 饰演马八一 导演朱时春 主演朱时茂、马苏
北风那个吹2008 饰演帅红兵 导演安建 主演闫妮、马苏
大瓷商2008 饰演陶昌南 导演吴子牛 主演赵文瑄、韩雯雯、伊能静
我们的八十年代2008 饰演段玉刚 导演曾晓欣 主演左小青、张洪杰
防火墙57882007 饰演佟俊 导演何念 主演王磊、王岩
胡笳汉月2006 饰演拓跋弘 导演冷杉 主演宁静、王泊文
康熙秘史2006 饰演康熙 导演尤小刚 主演钟汉良、胡静
爱上单眼皮男生2005 饰演韩紫瞳 导演王丽文 主演周韵、艾东
以朋友的名义2005 饰演罗杰 导演俞钟 主演黄志忠、杨溢
浪淘沙2004 饰演欧阳童 导演郑大圣 主演陈道明、黄志忠、李解
醋溜族2004 饰演小龙 导演江丰宏 主演佟大为、范玮琪
啼笑因缘2004 饰演陶屹如 导演黄蜀芹 主演袁立、胡兵、施大生
1994 第51届威尼斯国际电影节最佳男演员奖 阳光灿烂的日子 （获奖）
1994 第7届新加坡国际电影节最佳男主角奖 阳光灿烂的日子 （获奖）
1996 第33届台湾电影金马奖最佳男主角奖 阳光灿烂的日子 （获奖）
2003 第23届中国电影金鸡奖最佳男主角奖 警察有约 （获奖）
2016 第33届大众电影百花奖最佳男配角奖 寻龙诀 （提名）
2004 第27届大众电影百花奖最佳男主角奖 警察有约 （提名）
2005 第7届中国长春电影节最佳男演员奖 电影往事 （提名）
2000 第5届中国长春电影节最佳男主角奖 西洋镜 （提名）
2006 第13届北京大学生电影节最受欢迎男演员奖 上海伦巴 （获奖）
2005 第12届北京大学生电影节最佳男演员奖 独自等待 （获奖）
2005 第10届中国电影表演艺术学会金凤凰奖表演学会奖 独自等待 （获奖）
2020 今日头条“年度影音创作人” 三十六技 （获奖）
虽然说《阳光灿烂的日子》是夏雨的处女作，但首次涉足银幕的他却拥有极高的悟性，夏雨那种自然、流畅、真实、完全发自内心的表演把少年轻狂的马小军形象诠释得淋漓尽致。（新浪评）
在清装剧《康熙秘史》中，夏雨演绎出了一代帝王的气质和康熙身上不常被表现的弱点莽撞和霸道（尤小刚评）。夏雨区别于以往形象，在悬疑电影中《鬼吹灯之寻龙诀》，夏雨巧妙演绎出了“大金牙”病态贪婪，搞怪逗趣的特质。（新浪评）
一直以“文艺青年”形象示人的夏雨，在《洛杉矶捣蛋计划》中卸下所有包袱，在5个捣蛋鬼面前“俯首称臣”，竭力讨好。无论是初当人父时的委屈不甘还是被残忍“家暴”时的惊恐崩溃都被夏雨精准演绎出来，表演爆笑不浮夸，温暖又走心。（国际在线娱乐评）
夏雨以阳光的大男孩形象而独树一帜，他给观众的印象总是年轻活泼而充满了感染力。夏雨的身上尽管没有诸多花样美男的靓丽外表，但他身上散发出的成熟、大气还有一点点不羁的气质，使他成为诸多女观众心目中的“白马王子”。（新浪评）
