1976年，关颖出生于日本，她是台湾日盛金控董事长陈国和与夫人蔡淑媛的女儿，1981年，五岁的关颖回台湾念了三所小学，长大后又赴美念书，大学主修舞蹈，获得美国纽约大学艺术行政硕士学位。之后。她则以广告模特身份进入演艺圈 。
2003年，关颖先是与陈怡蓉、陈司翰合作主演了爱情偶像剧《又见橘花香》，并在剧中饰演女配角骆心蕾 ；之后，又与胡歌、孙莉、袁弘合作出演了都市爱情剧《蒲公英》，其在剧中饰演了两姐妹中的姐姐夏雪 ；同年，她还与金城武、梁咏琪合作出演了由几米同名漫画改编的电影《向左走、向右走》，并在片中饰演了女配角小红，关颖也凭借此角色获得了第40届台湾电影金马奖最佳女配角提名 。
2004年，关颖与王心凌、立威廉、明道合作出演的浪漫爱情剧《天国的嫁衣》，并在剧中饰演了美丽自信的超级名模Katrina ；同年，与李威、欧燕萍合作主演爱情偶像剧《吐司男之吻II爱情本事》 ；此外，她还与应采儿、品冠、杨丞琳共同出演了都市言情剧《候鸟e人》 。
2005年，关颖与张毓晨搭档主演了惊悚电影《宅变》，并在片中饰演了女主角徐筱佑 ；同年，她还在与郭品超。洪金宝共同主演的动作偶像剧《偷天换日》中饰演了女主角余慕缇 。因台湾拍戏环境问题，此后的一年半时间关颖并没有出演任何影视作品。
2007年，关颖回归演艺圈，并与何润东、余男、彭于晏联袂主演了爱情喜剧《基因决定我爱你》 ；之后，与蓝正龙、阮经天共同主演科幻悬疑片《神选者》 ；同年，她还在与陈怡蓉、戴立忍合作主演的惊悚片《凶魅》中饰演了一位有着家暴阴影的妈妈 ；此外，关颖还参演了根据同名日本漫画改编的动作电影《军鸡》。2008年，关颖与周渝民、朱孝天合作主演了浪漫偶像剧《这里发现爱》，其在剧中饰演了气质美人陆怡 。
2009年，关颖先是与吴镇宇、戴立忍合作主演了电影《钮扣人》 ；之后，又在与张孝全搭档主演的剧情片《泪王子》中饰演了女主角欧阳千君，该片则入围了第66届威尼斯电影节主竞赛单元 ；同年，关颖还与言承旭搭档主演了浪漫爱情剧《心星的泪光》，并在剧中饰演了善良开朗的女主角董小鹿 ；此外，她还客串出演了由周杰伦执导的科幻偶像剧《熊猫人》。
2010年，关颖与戴立忍、郝蕾共同出演了剧情片《第四张画》 ；7月，她还发行了个人首张音乐专辑《关不住的秘密》 。
2012年，关颖继续在电影领域发展，并与吴镇宇、乔任梁、钟丽缇共同出演了喜剧片《请叫我英雄》 ；而其与赵又廷、黄渤、杨颖合作主演的动作警匪片《痞子英雄之全面开战》也于同年上映 。
2013年，关颖与章子怡、王力宏、林心如等人共同出演的爱情喜剧片《非常幸运》上映 。2014年，关颖与赵又廷、林更新、张钧甯合作出演的婚后首部电影作品《痞子英雄之黎明升起》上映 。
2013年1月21日，36岁的关颖与38岁的香港男友朱志威在马尔代夫闪电订婚，关颖的未婚夫朱志威并非演艺圈中人，他毕业于UCLA(美国加利福尼亚大学洛杉矶分校)，现任某公司生活环保概念亚洲策略统筹，婚后定居台北，关颖会继续个人的演艺事业，两人在2013年的五月登记结婚，6月14日关颖和夫婿朱志威的婚礼在台北寒舍艾美酒店正式举行。
2014年12月31日，关颖在微博上公布怀孕的消息，并晒出宝宝的B超照 。2015年5月24日，生下女儿，虽然早产但很平安 。
2017年4月，关颖宣布怀上第二胎，预产期将在2017年7月 。2018年4月1日，关颖宣布怀第三胎喜讯 ，预产期暂定是2018年10月 。
除了拥有时尚感与话题性兼俱的外形，外柔内刚的多栖艺人与社交名媛之外，关颖其实一直有想用音乐传达生活态度的梦想，也因此她以行动证明自己绝对不会是纸醉金迷的Paris Hilton，而是要靠自己的打拼、一步一步的累积经验向Lady Gaga看齐（TOM娱乐评）。