杨幂出生于北京市宣武区（已并入新的北京市西城区），父亲杨晓林是民警，母亲杨春玲已经不工作了。因为一家三口都姓杨，也就是“杨”的3次方（数学中乘方的结果叫做幂），所以给她起名杨幂。杨幂是地道的北京南城胡同小妞，小时候家就住在牛街附近，擅长打乒乓球、打羽毛球、游泳、滑冰。杨幂小时候比较顽皮，别人家的小孩子们学钢琴、学跳舞、学书法，可她却学什么东西都静不下心来。当时中国儿童电影制片厂召开儿童影视表演培训班，杨幂父母抱着参与试试的心态带着杨幂去报名，结果年龄不足的杨幂却被招生老师破格录取。杨幂毕业于北京宣武实验小学（已不存在），她在上小学的时候学习成绩比较好，从一年级到三年级是班里的班长。小时候很厉害的杨幂在邻居、朋友之间获得了“小厉害”的外号，喜欢玩游戏的她很叛逆。上初中时，还有“整治”欺负女生的男同学的经历。
演艺经历，杨幂就签约了李小婉、李少红共同创办的北京荣信达影视艺术有限公司。2003年9月，17岁的杨幂拿到了自己的第一部剧本，她在电视剧《红粉世家》中饰演孙俪的妹妹。同年，杨幂参与拍摄了电视电影《北京童话》，饰演白血病女孩朱珠，该剧于2005年10月13日在CCTV-6首播。2004年6月，还在北京市第十四中学读高二的杨幂接演《神雕侠侣》里的郭襄一角。其实杨幂最初是想演郭芙，但是总制片人张纪中和总导演于敏却觉得她更适合演郭襄，于是当场便定下她演郭襄。该剧在香港地区开播后，“小东邪”郭襄受到香港观众的喜欢。香港观众表示杨幂饰演的郭襄扮相清纯。杨幂在自己的博客中也表示《神雕侠侣》对自己的意义很重要。
2005年，杨幂在电视剧《王昭君》的女主角选拔中，击败范冰冰、李冰冰、高圆圆等中国大陆一线演员，出演女主角王昭君。之后，杨幂又参演了多部作品——《聊斋志异之小倩》中的聂小倩、电影《门》中的文馨、《笑着活下去》中的程小诺。2008年7月7日，杨幂加盟新版《红楼梦》剧组，饰演“晴雯”一角。虽然在剧中的出场和戏份不多，但是杨幂在戏中经历了“红色指甲不能摘”、“连哭三天泪不断”、“暑天卧床风沙袭脸”的三大苦。在拍摄期间，李少红导演把杨幂的自信和她之前演戏的经验全部都打碎了推翻重来，杨幂说《红楼梦》对于自己的意义是“因为拍了李少红导演的戏，然后我重新认识了我自8月中旬，《仙剑奇侠传三》开拍在即，唐雪见人选成为剧组最大的难题。《仙剑奇侠传三》剧组与新《红楼梦》剧组再三商议后，最终成功“借”到了杨幂。
在拍摄这两部电视剧的同时杨幂还跨拍电视剧《暗香》。杨幂自己表示：《仙剑奇侠传三》成为了她演艺心态上的一个转折点。在《仙剑奇侠传三》中杨幂一人分饰两角——夕瑶和雪见。随着《仙剑奇侠传三》的热播，杨幂的人气再次升高。
2009年4月，在由百万民众参与，近百名娱乐记者联合票选的“80后新生代娱乐大明星”评选中，杨幂与黄圣依、王珞丹和刘亦菲获封内地新“四小花旦”称号。2009年，杨幂又在《美人心计》中饰演了绝色杀手莫雪鸢。同年，杨幂担任网络游戏《天下贰》的代言人。