白百何从小生活在山东青岛，1990年开始在青岛文登路小学上学，能唱能跳、自编自演，一直都是班上的文艺骨干。1996年，12岁的她来到北京舞蹈学院附中上学。2000年，张艺谋导演来到学校为电影《幸福时光》征选演员，试镜后白百何虽未被选上，但其颇有趣味的即兴发挥给导演留下了不错的印象，临行时张艺谋建议她去考取中央戏剧学院或北京电影学院，这让原本要报考北京舞蹈学院的她改变了主意。白百何被关锦鹏导演相中并成为关锦鹏签约的仅一女艺人。2002年9月，白百何最终考上了中央戏剧学院，就读于2002级本科表演系音乐剧班。

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2004年，白百何与陈羽凡在拍摄电视剧《与青春有关的日子》时因戏生情。2006年12月26日，两人领证结婚。2008年1月19日，白百何生下一子，取名为陈盛桐，小名元宝。2017年4月16日，白百何承认与陈羽凡于2015年底离婚。2016年10月18日，以投资人和合伙人身份加盟北京可为互娱文化科技有限公司，担任旗下动画电影《思美人》的出品人和监制。2017年5月，由白百何个人公司何瑞影业投资出品、白百何监制好莱坞护航的影视剧《限定24小时》开拍。

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中国电影金鸡奖 2019-10第32届中国电影金鸡奖最佳女主角奖妈阁是座城（提名） 2017-08第31届中国电影金鸡奖最佳女主角奖捉妖记（提名） 台湾电影金马奖 2012-11第49届台湾电影金马奖最佳女主角奖失恋33天（提名） 中国电影华表奖 2016-06第16届中国电影华表奖优秀女演员奖滚蛋吧！肿瘤君（获奖） 2013-12第15届中国电影华表奖优秀女演员奖失恋33天（提名） 大众电影百花奖 2016-09第33届大众电影百花奖最佳女主角奖捉妖记（提名） 2012-09第31届大众电影百花奖最佳女主角奖失恋33天（获奖） 上海/北京国际电影节 2016-04第6届北京国际电影节-天坛奖最佳女主角奖滚蛋吧！肿瘤君（提名） 2013-06第16届上海国际电影节-金爵奖最佳女演员奖被偷走的那五年（提名） 中国电影导演协会 2016-04第7届中国电影导演协会年度女演员奖滚蛋吧！肿瘤君（获奖） 2012-04第3届中国电影导演协会年度女演员奖失恋33天（提名） 北京/广州大学生电影节 2016-05第23届北京大学生电影节最佳女演员奖滚蛋吧！肿瘤君（获奖） 2015-12第12届广州大学生电影节最受欢迎女演员奖捉妖记（获奖） 2012-04第19届北京大学生电影节最佳女演员奖失恋33天（提名） 华语电影传媒大奖 2016-04第16届华语电影传媒大奖最佳女主角奖滚蛋吧！肿瘤君（提名） 2012-05第12届华语电影传媒大奖观众票选最受瞩目女演员奖失恋33天（提名） 中国长春电影节 2016-10第13届中国长春电影节-金鹿奖最佳女主角奖捉妖记（获奖） 上海电视节-白玉兰奖 2013-06第19届上海电视节-白玉兰奖最佳女演员奖浮沉（提名） 华鼎奖 2016-09第20届华鼎奖中国最佳女主角奖滚蛋吧！肿瘤君（提名） 2016-04第19届华鼎奖中国百强电视剧最佳女主角奖长大（提名） 2014-06第12届华鼎奖中国最佳女主角奖私人订制（提名） 其他影视奖项 2018-07第3届金砖国家电影节最佳女配角奖从你的全世界路过（获奖） 2016-11第8届澳大利亚国际华语电影节最佳女主角奖火锅英雄（获奖） 2016-09第3届丝绸之路国际电影节对外传播突出贡献奖（获奖） 2016-03第28届香港专业电影摄影师学会最具魅力女演员奖（获奖） 2013-10第5届英国万像国际华语电影节最佳女主角奖分手合约（提名） 2012-11第7届华语青年影像论坛年度新锐女演员奖失恋33天（获奖） 综合奖项 2019-08-302019全球华语歌曲排行榜“年度全能女艺人”奖（获奖） 2016-012015微博之夜“年度电影新力量女演员”（获奖） 2015-122015搜狐时尚盛典颁奖礼获“年度影视女明星”奖（获奖） 2015-12凤凰娱乐“向上·人生2015年度人物”（获奖） 2015-122015年《综艺》年度人物-最具商业价值演员（获奖） 2015-12《2015腾讯娱乐白皮书》发布会荣获“年度电影之星”捉妖记（获奖） 2015-12尖叫2016爱奇艺之夜“年度最佳电影演员”（获奖） 2015-112015网易时尚年度跨界盛典“年度最具影响力女明星”（获奖）

虽然她是国内女演员中的四十亿票房担当，也以乐观向上的“小妞电影”被观众所熟知喜爱，而在原创真人秀《王牌对王牌》录制首期就意外脚趾受伤，让乐天派的小白有些受打击，但她还是坚持带伤上阵，圈内好友更是称赞她敬业，在录制现场从来没看到她叫过苦，即使每期几十个小时的连续录制，她也坚持到最后从不早退。《失恋33天》之后，她被观众封为“治愈系女王”；《分手合约》之后，她奠定了自己的小妞电影票房地位；在很多圈内的同龄人削尖脑袋寻求突破转型却始终找不到突破口时，白百何默默地以不同的姿态和身份出现于同一种类型的影片中。几年的时间里，她看似无心实则以张弛有度的节奏，完成了以任性少女失恋后的成长为基调的《失恋33天》、以成熟女性对爱情的坚守为基调的《分手合约》以及以成年女人对待爱情失败的自省与重塑为基调的《被偷走的那五年》三部电影，悄然完成了以“治愈系”为标签的三部曲。性格大大咧咧的白百何身上有一种嘎嘣脆的喜感，她的演艺路数跟很多女明星都不同，2011年凭借票房黑马《失恋33天》横空出世，2013年又凭借《私人订制》、《被偷走的那五年》和《分手合约》三部电影全面展示自己的表演才华。如今的她，从一个全职太太走向独立职业女性。从一个好演员，认真诠释好每一个角色，到一个好老板，有自己的事业，并且有能力照顾好身边的人，她每到一地工作，都会根据工作人员的喜好带回礼物。有独立的人格和思考，可以定义自己的幸福，这，就是一个当代新女性的缩影。