1997年，出生于北京市的一个艺术世家，由于家庭文化的熏陶，她也热爱艺术，喜欢舞蹈和钢琴。
4岁半的时候，和父亲关少曾一起拍戏。
2001年，出演姜峰执导的警匪剧《烟海沉浮》，这也是她的首部影视剧作品。
2005年，出演陈凯歌执导的奇幻动作片《无极》，被观众认识。
2008年6月，与梅婷、王志文、佟大为合作出演年代爱情剧《幸福还有多远》饰演大丫，开始崭露头角。
2014年，凭借时尚情感剧《一仆二主》获国剧盛典观众喜爱的新人女演员奖。
2015年4月，出演苏有朋执导的青春爱情片《左耳》。12月1日，发行首张Mini专辑《十八Eighteen》。
2016年5月31日，与孙红雷、江疏影、张艺兴合作主演都市爱情剧《好先生》，凭借剧中表现获得广泛关注，并凭借该剧获得第23届上海电视节白玉兰奖最佳女配角奖；7月20日，领衔主演的古装剧《九州·天空城》播出。同年，与周冬雨、杨紫等共同被评为“90后四小花旦”。
2017年8月8日，主演的古装玄幻剧《轩辕剑之汉之云》播出；11月27日主演的青春校园励志剧《极光之恋》播出。
2018年1月14日，与宋威龙搭档主演的古装爱情剧《凤囚凰》播出。6月8日，主演的青春爱情片《一纸婚约》上映，她也凭借该片获得第9届澳门国际电影节最佳女配角奖提名。7月23日，与鹿晗主演的青春热血格斗剧《甜蜜暴击》播出。
2019年1月4日，成为中国电影频道评选的演技派新生代四小花旦最终人选。12月19日，获得第六届中国电视好演员年度盛典“绿组”最佳女演员奖。
2020年7月14日，主演黎志执导的青春爱情剧《二十不惑》播出。10月30日，与黄景瑜领衔主演的爱情喜剧片《月半爱丽丝》上映。
2021年1月18日，主演的电视剧《我就是这般女子》播出。10月15日，领衔主演的电影《图兰朵：魔咒缘起》上映。同年，加入了中国国家话剧院。
2022年2月25日，作为“固定王牌MC”参加的“合家欢”综艺节目《王牌对王牌第七季》，在浙江卫视播出。
《二十不惑2》、《我就是这般女子》、《二十不惑》、《什刹海》、《凤囚凰》、《甜蜜暴击》、《极光之恋》、《轩辕剑之汉之云》、《九州·天空城》、《好先生》、《小丈夫》、《搭错车》、《班淑传奇》、《父母爱情》、《妈祖》等等。
《图兰朵：魔咒缘起》、《月半爱丽丝》、《中国机长》、《如影随心》、《一纸婚约2》、《影》、《建军大业》、《左耳》、《私人订制》、《非诚勿扰2》、《无极》等等。
《醉清欢》、《I see》、《给17岁的自己》、《音梦》、《树》、《二次初恋》等。
《用时间换天分越努力越幸运》、《不知愁滋味》。
2014年，获第1届横店影视节文荣奖最佳女配角奖。
2016年，获第七届澳门国际电视节最佳女主角奖。
2016年，获第1届金羊奖澳门国际电影节最具潜质演员奖。
2017年，获第23届上海电视节白玉兰奖最佳女配角奖。
2017年，提名第9届澳门国际电影节最佳女配角奖。
2017年，提名第22届华鼎奖中国古装题材电视剧最佳女演员奖。
2017年，提名第22届华鼎奖中国百强电视剧最佳女配角奖。
2019年，获第六届中国电视好演员年度盛典“绿组”最佳女演员奖。
2021年，获2020新浪微博之夜微博年度期待演员奖。
2021年，获抖音星动之夜年度瞩目演员奖。
2021年，获2020国剧盛典青春号召力女演员奖。
2014年，获尖叫2015爱奇艺之夜年度电视剧新人奖。
2014年，获北京师大附中“艺术之星”奖。
2015年，获国剧盛典观众喜爱的新人女演员奖。
2016年，获移动视频风云盛典年度潮流人气榜样奖。
2016年，获搜狐时尚盛典年度人气女明星奖。
2017年，获腾讯视频星光大赏年度青春大势艺人奖。
2018年，获2019爱奇艺尖叫之夜年度银幕突破艺人奖。
2018年，获2018微博电影之夜微博最受期待演员奖。
2018年，获“五月的鲜花”优秀青年演员奖。
2018年，获电视剧品质盛典年度青春号召力剧星奖。
2019年，获中国青年明星公益榜样盛典中国青年明星公益新力量奖。
2020年，获我是头条·2019今日头条年度盛典年度风尚明星奖。
关晓彤是个小学霸，基础扎实，学习对她来说，一直就不是特别难的事，2016年6月，关晓彤高考成绩552分，专业排名第一。而生活中的关晓彤，是一个活泼开朗，普通随和的女孩，喜欢和朋友聊天，玩游戏。（京华时报评）
关晓彤一向古灵精怪，有时是贴心小棉袄的乖乖女，有时是处处给亲爹下绊子的“坏女孩”，形象多变却不乏机灵可爱。她在《我们的纯真年代》中，从叛逆少女到贴心女儿，表演流畅自然，再加上她对细微末节恰到好处的拿捏总是让人对这个角色感同身受，得到了不少观众的赞美。（新浪娱乐评）
关晓彤亭亭玉立的形象深入人心，她从国民闺女变身最具潜力演员，一路成长惊人，而且她在不断与孙红雷、张嘉译、王志文、李小冉等国内演员合作对戏后，她的演技突飞猛进，并且她也不再满足乖巧可爱的荧幕形象，渴望突破自己，使得她的戏路越走越宽，星途越来越坦荡。（腾讯娱乐评）
