1971年袁咏仪出生于香港。中学毕业后，她进入香港理工大学学习设计专业。1990年，袁咏仪报名参加了香港小姐选美比赛，获得当年港姐冠军和“最上镜小姐奖”；同年袁咏仪成为无线旗下艺员；正式进入娱乐圈。

1992年，袁咏仪出演个人首部电影《亚飞与亚基》，并凭藉在片中的表现获得了第12届香港电影金像奖最佳新人奖。

1993年，参演尔冬陞执导的电影《新不了情》，片中袁咏仪饰演与阿杰相爱却又面临生离死别的绝症患者。凭藉在这部电影里的表现，袁咏仪获得了第13届香港电影金像奖最佳女主角；《新不了情》也在第十三届香港电影金像奖上获得了包括最佳影片在内的多个奖项。在第一届中国珠海电影节上，袁咏仪凭藉《新不了情》获得最佳女主角奖。

1994年，出演电影《金枝玉叶》，该片在香港连续上映两个月，票房达到三千万，拿下了1994年香港电影暑假档期票房冠军；位列1994年香港电影票房前10。

1995年，凭藉《金枝玉叶》中女扮男装的表演，袁咏仪获得了第十四届香港电影金像奖最佳女主角。1996年，袁咏仪在电影《虎度门》中甘愿做萧芳芳的陪衬，出演配角叶玉霜。1996年开始，随着香港电影市场走向低迷，袁咏仪的电影事业也走向低谷。

1997年，袁咏仪和林子祥，潘虹合作，主演了一部庆祝香港回归的电影《拥抱朝阳》；饰演汉至谊一角。影片拍摄完毕后，袁咏仪接受了潘虹的建议，专门赴上海戏剧学院学习了一段时间的专业表演；同年，袁咏仪凭藉电影《虎度门》获得第16届香港电影金像奖最佳女配角提名。

1998年，袁咏仪参演电视剧《花木兰》，饰演女扮男装、代父从军的花木兰。1999年，《花木兰》在中国内地和台湾播出后受到欢迎，袁咏仪凭藉花木兰一角获得了1999年度台湾地区电视剧评选最受欢迎女演员奖。2000年，与任贤齐合作出演武侠电视剧《笑傲江湖》，饰演女主角任盈盈。

2004年，她主演了《孤恋花》，在这部由白先勇小说改编的讲述同性恋的电视剧中，袁咏仪扮演了一位在大时代下漂泊，时时寻求依靠的悲剧人物沈云芳。

2005年，凭藉《孤恋花》入围第10届亚洲电视节最佳戏剧节目女演员奖。

2006年，袁咏仪主演了电视剧《真爱之百万新娘》；饰演受尽委屈和辛酸的小媳妇林敏君。该剧播出后在深圳、杭州等地夺得了2006年上半年收视冠军。同年，袁咏仪客串恩师尔冬陞的电影《门徒》，饰演昆嫂一角；虽然戏份不多，但是她还是凭藉此片入围了第27届香港电影金像奖最佳女配角奖。

2009年，参演贺岁电影《72家租客》，饰演小桃红一角。2010年，参演电影《我爱HK开心万岁》，饰演白素贞一角。

2013年，袁咏仪接拍了宁财神导演的电视剧《龙门镖局》，饰演龙门镖局的少奶奶盛秋月；3月22日，袁咏仪与黄秋生合作的电影《叶问：终极一战》在全国上映。

2015年参加浙江卫视真人秀节目《一路上有你》；同年，参演参演宫廷剧《多情江山》；同年，主演都市亲情剧《领养》，饰演一位离异的美籍华人单身妈妈“琳达”。

2016年与张智霖参加湖南卫视原创节目《一年级·毕业季》。2019年1月18日，与吴镇宇、古天乐共同主演的喜剧片《家和万事惊》上映，她在片中饰演在世俗琐事中挣扎不休的家庭主妇淑贤。

1992年，袁咏仪与张智霖相识并恋爱。1994年袁咏仪在生日派对上承认了与张智霖的恋爱关係。2001年2月8日，袁咏仪和张智霖在美国秘密结婚。2006年，袁咏仪的儿子张慕童出生。2015年3月，袁咏仪和张智霖重拍婚纱照。

1991年参加《公益金辉慈善夜》慈善筹款晚会；同年参加《慈善星辉仁济夜》慈善筹款晚会。1994年参加《星光熠熠耀保良》慈善筹款晚会。1999年3月10日，参加《九二一传心传意大行动》募款晚会；1999年9月，赴台湾参加赈灾晚会；同年，参加“送暖到台湾”筹款活动。2000年2月4日，参加“护苗基金星辉夜”慈善活动。2000年5月14日，参加香港“保良局儿童健康爱心大使”委任典礼。

2007年4月3日，袁咏仪以“公益大使”身份随香港华光功德会到青海及甘肃进行亲善探访并筹建集雨水窖；5月13日，出席第三届母亲节背水步行筹款活动并主持开步礼；以儿子张慕童名义捐出十万元；8月1日，担任 “健康长城”项目的“健康大使”，专程从香港奔赴宁夏原州区，考查宁夏红十字会改水、改厕、健康教育项目的实施情况，并参加了宁夏贫困县学校25名学生北京8日夏令营的启程仪式；12月3日至6日，第二次到青海甘肃山区探访，参加“香港华光功德会青海甘肃行善行”，实地了解当地乾旱缺水问题。

2008年3月27日，袁咏仪到青海甘肃山区探访，为灾区捐赠衣物，并用儿子张慕童的利是钱行善；4月14日 ，袁咏仪以奥比斯儿童大使身份，到越南见证为当地儿童的救盲工作，并买了300套文具送给小朋友；6月1日，参加演艺界“512关爱行动”大汇演；6月21日，以奥比斯儿童大使身分出席奥比斯活动；8月3日，以“爱心太极之星”身份，出席由香港柏金逊症基金主办的筹款活动；9月10日，参加香港华光功德会举办的“情系四川——中秋月饼暖万心”慰问活动；9月11日， 香港华光功德会在绵阳成立“华光四川助学基金”，袁咏仪以“荣誉顾问”身份为绵阳地震灾区学生髮放资助证书；11月22日，担任“爱心大使”，为失明儿童募款；赴台湾参加在关渡所举办的公益活动；12月3日，袁咏仪联同周美凤，梁家辉展开一连4日的“香港华光功德会甘肃探访之旅”。

2009年2月12日，出席香港华光功德会新一辑《点滴是生命》分享会，分享甘肃探访的体会并呼吁社会捐款；5月10日，参加香港香港华光功德会举办的第五届“母亲节背水步行筹款”活动；9月6日，袁咏仪作为母亲健康快车深港“爱心大使”赴深圳进行预防宫颈癌宣传；9月13日，参加成都C1明星慈善赛车活动；9月26日，袁咏仪与张玉珊、周倩圯及苏永康到老人院探访。

2010年1月24日，以“爱心大使”身份出席慧妍雅集“迈步为绿惜”慈善步行筹款活动；5月16日，以“爱心大使”身份出席自闭症儿童基金协会举办的“灿烂的微笑慈善晚宴”活动；6月23日，出席“点滴是生命 x Pacific Coffee Company 慈善别注咖啡暖杯及T恤系列义卖记者发布会”。9月23日，以“仁济安老大使”身份出席“仁济安老送关怀，爱心福袋贺国庆”活动，捐出五万元购买爱心福袋的福物赠与长者们。

袁咏仪身为1990年的“港姐”冠军，是娱乐圈难得的外貌和演技俱佳的女演员（中国娱乐网评）。《新不了情》和《金枝玉叶》两部电影，让她连庄两年影后；袁咏仪的戏路宽，也不吝惜形象，纯情的，疯狂的，深沉的，大气的，悲剧喜剧样样都能演，她是天生为舞台而生的人（凤凰网评）。

现实中的袁咏仪率真、顽皮、执着而勇敢（新浪网评）。袁咏仪是以清新自然的形象夺得港姐冠军，平易近人的气质让她在影视圈的发展很顺利；结婚生子后的她显得更加随和淡然了（腾讯网评）。

袁咏仪是金像奖上的一个很特殊的现象，在她之前，没有哪位女演员能够处女作拿最佳新人奖，然后连着两年拿影后。袁咏仪就像一颗流星，璀璨却不持久，儘管也能在《国产零零漆》、《霹雳火》等商业影片中找到位置，但是袁咏仪仍然不可避免地走向下坡路（网易评）。