桂纶镁，1983年出生于中国台湾省，身高164cm，体重46kg，血型O型，摩羯座。她毕业于中国台湾省的台湾淡江大学法国语文学系，并曾于2004年9月前往法国里昂第三大学交换学生。桂纶镁的演艺生涯始于2002年，当时她在高中就读薇阁高中，因出演导演易智言执导的青春片《蓝色大门》中的女主角孟克柔而崭露头角。
桂纶镁的代表作品包括《蓝色大门》、《不能说的秘密》、《女人不坏》、《女朋友·男朋友》、《白日焰火》、《南方车站的聚会》等。她在《蓝色大门》中饰演的孟克柔使她成为台湾小清新女演员的代表之一。2007年，她因在周杰伦自导自演的爱情奇幻片《不能说的秘密》中饰演女主角路小雨而获得更多关注。2008年，她与周迅、张雨绮合作出演徐克导演的《女人不坏》，颠覆以往清新形象，饰演摇滚歌手铁菱。2012年，她凭借在爱情片《女朋友·男朋友》中的出色表现，获得第49届台湾电影金马奖最佳女主角和第55届亚太影展最佳女主角。
桂纶镁的演艺事业不断拓展，她曾出演多部类型各异的影片，包括悬疑片《白日焰火》、动作片《线人》、古装武侠片《龙门飞甲》等。2018年，她搭档胡歌、廖凡、万茜拍摄了现代剧情片《南方车站的聚会》。
桂纶镁不仅在演艺事业上取得诸多成就，还积极参与社会活动。她曾担任财团法人基金会反盗版大使、家扶基金会国外贫童认养计划代言人、环保倡导活动代言人等。她的多才多艺和对表演的热爱使她在华语影坛占据重要地位。