湖北荊州市沙市區(qū)女孩袁泉11歲時便已離開親人獨自遠涉千里學(xué)習進修，在學(xué)校的時候，性格內(nèi)向的袁泉同樣出類拔萃，從中國戲曲學(xué)院附中畢業(yè)后，1996年袁泉考入了中央戲劇學(xué)院。還在上中戲時，袁泉就與第五、六代導(dǎo)演滕文驥、霍建起等合作了《春天狂想曲》、《藍色愛情》、《上海紀事》等影片，其中《春天狂想曲》獲得了當年金雞獎的最佳女配角獎，《上海紀事》獲當年金雞獎的最佳女主角提名，《藍色愛情》獲北京大學(xué)生電影節(jié)最佳女演員獎，同時獲得當年金雞獎的最佳女演員提名。
　　2002年，電影《美麗的大腳》讓這位只有25歲的女孩再次奪走了“金雞獎最佳女配角”的桂冠。秀麗中帶有些許歐化的外表與清純中不失要強的氣質(zhì)，具備偶像派資本的袁泉踏踏實實地走在演技派的路上。此外，出道以來，還出演了多部電視劇，如《生命因你而美麗》（2000年）、《青春不解風情》、《愛情的滋味》（2001年）、《呂布與貂蟬》、《完美夏天》、《有情鴛鴦無情劍》（2002年）、《完美》（2003年）、《小魚兒與花無缺》、《愛在邊緣》（2004年）、《白屋之戀》（2005年）、《花之戀》（2006年） 以及2008年由鄢頗導(dǎo)演的《陰丹士林》 等多部劇集。
　　2005年接演音樂劇《電影之歌》和話劇《琥珀》，飾演女主角，好評如潮。2006年又主演話劇《暗戀桃花源》，贏得一片叫好。2008年參演羅卓瑤導(dǎo)演的電影《如夢》。

　　2009年8月30日，夏雨和袁泉委托經(jīng)紀公司發(fā)布結(jié)婚聲明。這對演藝圈的金童玉女，在經(jīng)歷了10年的愛情長跑之后，終于修成正果。同年，主演了話劇作品《簡·愛》。

      2010年獲得第7屆中國話劇金獅獎表演獎。 2012年在電影《大上?！分酗椦萑~知秋一角。   2013年憑借話劇《簡愛》獲得梅花獎   。2013年參演電影《掃毒》。   2014年出演電影《后會無期》 。

      2016年，參演趙薇導(dǎo)演作品《沒有別的愛》  和動作電影《危城》 。2017年，憑借出演都市情感劇《我的前半生》中唐晶一角獲得關(guān)注，并憑借該角色獲得2018電視劇品質(zhì)盛典“年度表演劇星”。

      2019年5月17日，與胡軍合作出演的電影《音樂家》上映。同年，袁泉加盟由烏爾善導(dǎo)演執(zhí)導(dǎo)的電影《封神三部曲》，在片中飾演姜王后。9月30日，與張涵予、歐豪、杜江合作主演的傳記災(zāi)難電影《中國機長》上映。

      2020年，袁泉出演的由徐崢執(zhí)導(dǎo)的電影《囧媽》于1月25日（大年初一）上線網(wǎng)絡(luò)播出。