倪妮，1988年8月8日出生于江苏南京。小学就读于南京长江路小学，初中考入南京九中，高中就读于南京梅园中学，高三转到盱眙中学。2007年考入中国传媒大学南广学院，于2011年6月毕业。在校期间她是国家二级游泳运动员，获得过江苏省国际标准舞冠军。
2009年11月，学习播音主持的倪妮参加《金陵十三钗》剧组演员选拔，在众多参选人中获张艺谋赏识担任片中女主角“玉墨”，并加以三年时间秘密演艺培训。以角色“玉墨”主演的《金陵十三钗》以6.086亿取得2011年中国电影票房冠军的好成绩，并且入围第69届美国金球奖最佳外语片。同时《金陵十三钗》也入围了第62届柏林国际电影节主竞赛单元，但不参加评比，只进行展映，倪妮在2012年2月13日随导演张艺谋一起出席了柏林国际电影节。