.2002年以电影《蓝色大门》出道并开始广受瞩目。后考入淡江大学法语系，2004年作为交换生前往里昂第三大学进修，直到毕业。2011年，第14届上海国际电影节亚洲新人奖评审。2012年，以电影《女朋友。男朋友》获第49届金马奖最佳女主角、第55届亚太影展最佳女主角奖，以及第7届亚洲电影大奖最佳女主角提名。2013年，以电影《圣诞玫瑰》获第50届金马奖最佳女主角奖提名。该年，第15届台北电影节评审2014年，桂纶镁再以《白日焰火》入围第51届金马奖最佳女主角。连续三年入围金马奖最佳女主角，平杨惠姗纪录。