邓伦出生于河北省石家庄市，其初中就读于石家庄市第四十中学，高中就读于河北师范大学附属中学，后转学至石家庄市第二十三中学。邓伦大学就读于上海戏剧学院2011级表演系本科1班，与郭晓婷、王煜、王莎莎等是大学同班同学 。
2012年，与李晟、张睿、杨紫、姚元浩合作主演都市励志情感剧《花非花雾非雾》，在剧中饰演白梦华的男朋友徐浩，与杨紫饰演一对恋人，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈 。
2013年，出演丁仰国、沈怡执导的民国情感剧《新京华烟云》，在剧中饰演女主角姚木兰的弟弟姚阿非，与李晟饰演一对姐弟 ；同年，与邱泽、海陆合作主演都市情感剧《叫我灰姑娘》（原名《超级灰姑娘》），在剧中饰演女主角杜齐花的弟弟杜齐天，与海陆饰演一对姐弟。
2014年，出演曹慧生执导的都市家庭轻喜剧《待嫁老爸》，在剧中饰演有理想、有抱负的大男孩苏达 ；同年，与孙怡合作主演都市情感轻喜剧《爱情上上签》，在剧中饰演长相白净、性格腼腆且不善社交的工商管理专业毕业生孙小飞，这也是他首次在影视作品中担纲男一号 。
2016年，与孙怡合作主演都市情感励志剧《因为遇见你》，在剧中饰演逗痞浪荡却身负正义与责任的男主角李云恺，这也是他首次在影视作品尝试律师的角色 ，该剧于次年在湖南卫视首播，以52城平均1.93、全国网平均3.26的收视成绩获得了全国同时段电视剧收视冠军 ；同年，与郑秀晶搭档主演都市励志情感剧《毕业季》，在剧中饰演帅气多金且风流潇洒的男主角安景晨 ；之后，与刘涛、乔欣、王凯合作主演都市励志情感剧《欢乐颂2》，在剧中饰演关雎尔的男朋友谢童，并为该剧演唱了插曲《爱我所爱》、《天已黑》 ；同年12月10日，获得“腾讯视频星光大赏”年度青春大势艺人奖 。
2020年5月，邓伦以常驻嘉宾的身份，与王迅、雷佳音等参与《极限挑战第六季》。 8月，与李沁主演的抗疫剧《在一起》首曝预告 。9月2日，优酷体育综艺节目《这就是灌篮》第三季官宣明星阵容，邓伦担纲经理人 。10月10日，与赵又廷、王子文等主演的电影《晴雅集》发布定档预告和海报，宣布12月25日上映 ;10月21日，参演的《晴雅集》公布了首批人物剧照，邓伦饰演博雅 ;11月7日，在《上新了·故宫》第三季第三期，“故宫文创新品开发员”邓伦将深度探索“千古风流人物——故宫博物院藏苏轼主题书画特展”，共同揭秘苏东坡的生平。 11月11日，《明星大侦探》衍生互动微剧《目标人物》在芒果TV上线，邓伦在剧中饰演柯宸 。
2021年3月，参演的电视剧《理想照耀中国》公布首批演员阵容 ；3月7日，参加《极限挑战第七季》录制 ；5月6日，与杨幂、黄明昊、大张伟、张国伟等参加的真人秀《密室大逃脱第三季》定档 ；5月30日，以“青春召集人”参与录制的庆祝建党百年特别节目《28岁的你》播出 ；7月1日，参加的庆祝中国共产党成立100周年文艺演出《伟大征程》播出，与于和伟、张桐、刘烨、白宇、宋轶、杨洋、李现、杨紫合作表演《破晓》 。
2021年7月，与倪妮主演的奇幻爱情剧《夜旅人》开机 。11月14日，邓伦在社交媒体发文告别剧集《夜旅人》 。
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2016年，邓伦参与了“爱心一碗饭”公益行动，为贫困地区的孩子们募集营养午餐 。
2017年4月，与佟大为、蒋劲夫、赵雷等艺人共同发起低碳出行公益计划 。2018年9月，作为“正能量偶像”参加第二期“一带一路”青年倡议活动 。
2019年7月29日，参加WWF世界自然基金会“全球虎翻倍”公益活动，加入“守虎者联盟森林驿站”,拒绝消费虎制品；[77-78]
2019年8月10日，参加“2019豪友对决明星赛”活动 ；
2019年9月，作为“公益召集人”参加了“99公益日”活动，实地体验公益项目、探访受助对象，并拍摄了纪录短片 ；9月6日，获得智族GQMenOfTheYear年度人物盛典智族GQ公益大使 。
2020年，北京冬奥组委策划推出“爱豆喊你来助力北京2022”活动，邀请了邓伦围绕冬奥会筹办、吉祥物发布、冬奥会比赛项目，结合北京冬奥会和冬残奥会倒计时进程，推出系列推介短片，为助力北京2022发出最强音。
2020年，参与中国维和警察工作20周年成就展致敬和平英雄。
2020年，获阿里巴巴守护生命计划关爱大使。
2020年，作为联合倡议人携手联合国世界粮食计划署在2020世界粮食日发起外卖零浪费倡议 。
2021年，参与加入上海公安“禁毒联盟”呼吁全社会关注禁毒 。
2021年7月，邓伦为河南暴雨灾情捐款100万元。
邓伦在电视剧《因为遇见你》中，凭借对于角色的精准定位，不仅将自己带入到角色之中，而且还把自己的深情表达得淋漓尽致（新浪评） 。
邓伦拥有精湛的演技，他在电视剧《欢乐颂2》中，不仅将摇滚主唱谢童诠释得立体又生动，而且还将角色恋爱前后待人接物的变化诠释得生动又自然，他也因此获得观众的好评（凤凰网评） 。
2020年，以排名第34位列2020福布斯中国名人榜.（福布斯中国|ForbesChina）
2019年8月21日，邓伦诉季*蓥网络侵权责任纠纷案（名誉权）一审胜诉。被告季*蓥因在其账号“李大宝的饼”中发布针对邓伦的侮辱性言论，被判构成对邓伦名誉权的侵犯，须在涉案账号首页置顶位置连续九十日公开发表致歉声明向邓伦赔礼道歉，并依法向邓伦赔偿精神损害抚慰金及维权合理支出 。
