马天宇出生于山东省德州市的武城县，5岁时的中秋之夜母亲因病去世，从此他再没过过中秋节。父亲也因负债远走他乡，他和两个姐姐跟着年迈的爷爷奶奶生活。为了生计不到16岁的他就担负起养家糊口的重担北漂去打工。在酒吧当服务生时结识了一群“离这个圈子比较近的人”，他们告诉马天宇应该去当演员，考北京电影学院。尚没找到自己人生和职业方向的他接受了朋友这个建议。但因为他胆子极小，又最不喜欢考试的氛围。为了练胆子，在朋友陪伴下报名了《加油！好男儿》。

2006年，参加了由东方卫视主办的选秀节目《加油！好男儿》，并获得武汉赛区冠军、全国6强、全国网络人气冠军出道；12月考入了北京电影学院，并主演了电影《异度公寓》并取得不错的票房成绩；同年年底发行首本个人写真集《宇你在一起》。

2007年发行第一张唱片《宇光十色》，其主打歌《该死的温柔》获得了近1500万次的下载量； 同年登上CCTV中秋晚会舞台，并演唱歌曲《该死的温柔》。

2008年再度登上CCTV中秋晚会他与许慧欣合唱《潜海姑娘》；2月发行第二张唱片《飞》并获得“推荐唱片”奖；6月拍摄了《青衣》mv，马天宇一人饰四角，分别是青衣、老生、现代歌手、民国少年；专辑中的歌曲《眨眼》获中国歌曲排行榜周冠军，并获中歌榜季度金曲；主打歌《依然在一起》连续数周蝉联中国歌曲联播榜冠军，在该榜单稳居前十位达8个月之久；《青衣》在中国TOP排行榜新歌上榜便进入前三名，在亚太音乐榜、音乐先锋榜等榜单都曾位于前三甲；同年并发行第二本个人写真集《依然在一起》。

2008年移动公司总计举办了百场移动歌友会，其中马天宇移动歌友会占25场。湖北移动公司更将“马天宇黄冈歌友会”作成教材供湖北各地市移动公司学习。

2008年12月马天宇入选CCTV-4《中华情》节目推出“纪念改革开放30年特别节目”—《岁月如歌》“偶像篇”，他是唯一一位选秀出身的歌手。

2009年，他第三次登陆CCTV中秋晚会，演唱歌曲《我一见你就笑》；1月推出转型的新单曲《夜上海》，在各大电台打榜中又取得骄人的成绩；4月主演了古装电视剧《黛玉传》剧中饰演贾宝玉；10月马天宇携歌曲《该死的温柔》入选《岁月留声·中国唱片60年见证》，此大型音乐纪录片将邀请国内多位歌唱表演艺术家参与，并将在中央电视台播放。

2010年2月16日，于CCTV3《百花迎春中国文学艺术界2010春节大联欢》演唱《弯弯的月亮》；5月，与唐人电影合作的新概念武侠大戏《怪侠一枝梅》饰演贺小梅；9月，推出EP《月光晴朗》；12月发行了EP《自言自宇》。

2011年，远赴西藏、尼泊尔等地拍摄写真集，发行第三本个人写真集《印·马天宇·西区》；2月7日，参加中央卫视 《2011文学艺术界新年联欢》。

2012年，主演《宝贝妈妈宝贝女》饰演“腹黑男”章汉哲，在6月15日夺得全国卫视黄金时段电视剧收视冠军；同年，《轩辕剑之天之痕》在湖南卫视播出，剧中马天宇饰演吕承志。

2013年，主演喜剧电影《百万爱情宝贝》，并获得第四届乐视盛典年度电影最具潜力男演员奖；同年，与韩雪合作拍摄《淑女之家》；与郑爽合作《美人私房菜》；友情客串林心如主演《秀丽江山之长歌行》；12月21日，在西单大悦城发行了第四张个人专辑《世界之外》。

2014年6月，主演的古装推理悬疑偶像剧《少年神探狄仁杰》播出，饰演王元芳，凭该剧形象获得网友票选“新天涯四美”；7月2日，与李易峰、郑爽、乔振宇、陈伟霆主演仙侠魔幻偶像剧《古剑奇谭》在湖南卫视钻石

2014下半年，接连主演了《我的绯闻女友》《功夫婆媳》《毛丫丫被婚记》；10月，发布了自己的首本写真旅行日记《转机》；同年，发布了《兰铃曲》及《纳西索斯》两首单曲；同年，主演的都市浪漫爱情励志喜剧电影《土豪的情人节》，11月15日在意大利viterbo古堡开机，并于2015年七夕节上映。独播剧场播出，饰演方兰生/晋磊；9月，搭档邓家佳、陈伟霆主演电视剧《缘来幸福》。

2015年3月，参加东方卫视明星真人秀旅行节目《花样姐姐》；6月，发布单曲《让时光在微风中倒流》，为《花样姐姐》不舍篇主题曲；7月，参演《万万没想到》大电影，饰演慕容白；8月，搭档冯绍峰、宋茜，出演电视剧《幻城》；

9月，发行EP《手花》，同名主打歌《手花》由好友黄雅莉创作；11月24日，获百度娱乐年度人物奖。

2016年2月，参加《喜到福到好运到》春节特别节目的录制；7月8日，加盟太合音乐；10月，马天宇和太合音乐集团合作打造EP《手花》，推出《手花》MV、《一人一旅途》MV、《黑名单》MV。12月,与郑爽主演的古装剧《美人私房菜》在浙江卫视、安徽卫视播出，饰演忠义大将军李马。

2017年1月16日，获得“2016微博之夜”年度突破演员荣誉；1月27日，央视春晚桂林分会场，关晓彤、马天宇、王嘉合唱《带着月光上路》。1月29日，与孙怡、于朦胧等人共同主演的现代情感剧《凉生，我们可不可以不忧伤》杀青，在剧中饰演深情专一的凉生；2月7日，播出春晚桂林分会场特别节目，独唱歌曲《但愿人长久》；3月1日，成为中国电视艺术家协会演员工作委员会理事；3月8日，《幻城》番外篇《幻城凡世》首播，在剧中扮演马天赐；同月，与王凯、王大陆合作出演电影《英雄本色4》。5月10日，与万茜，韩东君合作出演电视剧《三国机密》。7月20日，与郑爽合作出演电视剧《悲伤逆流成河》。

2017年12月，马天宇加盟《2018梦圆东方跨年盛典》。主演电视剧《三国机密之潜龙在渊》。

2018年1月13日，参加《快乐大本营》。1月18日，主演的电影《英雄本色》上映。3月27日，主演的电视剧《三国机密之潜龙在渊》开播。4月11日，第12届明星作家榜发布，马天宇以21万版税位列第14名。4月21日，参加湖南卫视《快乐大本营》。5月9日，参加综艺节目《拜托了冰箱》。6月27日，发行单曲《剑侠世界》。

2006年11月20日，马天宇参加北京市延庆县张山营“97.4音乐希望小学”落成典礼，并参与捐赠乐器、学习用品及资金。

2007年1月30日，在创意地产慈善拍卖会中，捐赠单曲《只欠秋天》母带；10月25日，在广东的八个城市举办“红段子环保嘉年华”巡演，现场感染力下，数万人在支持环保的横幅上签下了名字；11月23日，应某杂志邀请拍摄宣传环保公益为主题的照片，并主动配合录制了几段支持环保的VCR；26日，第一次以星光行动爱心团成员的身份参加腾讯网星光爱心行动第三站的活动，走访海淀培智中学，看望特殊儿童；12月28日，参与新浪献爱心活动，探望身患恶性骨肉癌的病童姗珊，并送给姗姗一条自己最喜爱的白色围巾。

2008年3月28日，参与《梦想中国》慈善公益演唱会演出。5月，为汶川地震捐款3万，参与公益赈灾歌曲《相信爱》的录制，参与公益赈灾歌曲《给你我的力量》的录制，并亲自到地震灾区德阳二中慰问义演。11月，参与“2008MusicRadio我要上学”爱心助学活动。12月13日，作为明星代表参与时尚杂志《嘉人》举办的2008香烛计划的“点亮仪式”，与主办方共同点亮了象征着爱与梦想的烛光，并展示了自己设计的慈善香烛。

2009年1月15日，参加“中网”2009名人慈善典礼“爱·未来”慈善拍卖会，拿出自己的心爱物品用以拍卖，所得款项全部捐献给由李连杰发起的壹基金；2月14日，由有关部门出版的《“中国加油！爱遍中国 抗震救灾 众志成城”爱心捐助纪念邮票—马天宇专辑》发行，通过邮票的发行和宣传，传播公益文化理念，呼吁各界继续关注震后重建，关注贫困山区的学校和孩子；8月30日，现场助阵“减法生活”绿色公益行动，并带领自行车队环绕奥林匹克公园四周向公众普及环保知识，鼓励大家爱护环境、绿色出行；11月18日，参与“2009MusicRadio音乐之声”公益系列活动“我要上学——爱的5003工程”，呼吁大家帮助贫困地区孩子们的学习与生活。

2010年，11月8日参加2010MusicRadio音乐之声“我要上学助学行动”大连站的活动，这是马天宇连续第三年参加该活动；11月15日，去到藏区小学，为那 里的学生送去了书包和文具；11月27日，参加由中国妇女发展基金会、全国妇联人才开发培训中心主办的“中国女性智慧论坛”慈善晚会，捐出自己的心爱之物为中国妇女慈善事业贡献力量。

2011年1月14日，参加某节目时，捐赠了自己心爱的收藏品进行慈善拍卖，所得全部捐献给中国红十字基金会，用来帮助需要帮助的小朋友；1月22日，为登封一所希望小学募得爱心物品8万余元，并筹款为孩子们修缮了破漏的教室；1月28日，被河南省希望工程办主任授予了“温暖冬天·希望工程爱心大动员”活动爱心大使聘书，正式开启温暖行动；7月12日，在生日当天以“一本书，一份爱”为口号带领粉丝在北京某图书大厦举行图书义卖活动，义卖书款全部捐至西藏小学用于孩子们的学习生活；16日，参与Music88.7小桔灯爱心读书行动，为济南边远山区的学校捐赠爱心图书。

2012年7月20日，在内蒙古大学文体馆内举行了“因爱而改变”为主题的慈善演唱会。8月，加入到关怀智障患儿健康成长的行动中，呼吁社会能够给予这些患有智障的儿童多点关爱。10月，参与帮助残障儿童实现艺术梦想的活动，呼吁社会更多的爱心人士参与到关心残障儿童身心健康的活动中来。

2013年8月，参与由“中国轮椅天使公益项目”发起的千台免费轮椅爱心发放活动，并提供了一件亲笔签名宣传服进行网络义卖。

2014年5月，参与为边远山区的小朋友捐赠图书的慈善活动“22厘米因爱而美丽”，并担任慈善大使；9月，拍摄《风尚志》“天使的微笑”公益慈善宣传片。

2015年1月12日，在微博许下公益心愿，号召大家为贫困地区的孩子捐助午餐，能让孩子们吃饱饭；4月17日，作为第五届全国大学生“绿植领养”活动大使，号召大家一起领养绿色植物；4月23日，被世界卫生组织特别邀请为“控烟大使”，与潘石屹等一起参与世卫组织驻华代表处在北京启动的名为“你有控吗”的控烟活动，推广无烟环境；5月5日，为2015腾讯益行家古长城公益挑战赛助威；8月31日，马天宇及其工作室联合搜狗网址导航发起“宇梦童行”公益活动，到甘肃省会宁县新添乡石沟小学支教一天，并为孩子们带去学习生活所需物资，同时还送上了互联网知识普及课，此次公益活动也是搜狗网址导航在马天宇摘得搜狗网址导航第三季“人气王”桂冠后，为其打造的与众不同的“专属见面会”；9月16日，参与“为爱乐跑”2015明星慈善跑活动，将慈善与“跑步”结合，号召大家迈开步伐挥洒汗水，为山区孩子的跑步装备而战。11月4日，携手某品牌号召大家关爱唇腭裂儿童；

2016年4月24日-26日，马天宇与搜狗网址导航工作人员一起再次“宇梦童行”，到海拔4500米的青海省玉树州曲麻莱县曲麻河乡多秀村小学支教，该活动于2017年1月18日荣获由互联网公益联盟颁发的“2016年度首都互联网公益榜样”奖项；5月24日，在北京顺义区的“小婴儿之家”做义工，照顾患有先天疾病而被遗弃的孩子，陪他们玩，进行捐助，并呼吁大家一起献出自己的一份爱心；6月18日，参与《精彩OK》的公益活动，号召大家一同参与活动，关爱贫困山区的孩子们；10月12日，捐助为6个月至5岁的复杂先心病患儿提供全面帮助的小水滴项目20桶奶粉；11月12日，为缅甸的贫困孩子们捐助了一百多套新衣服；12月7日，携手手机百度向新县千斤乡戴湾小学的孩子们捐赠了一批冬衣。

2017年2月28日，参与由联合国环境署、国际爱护动物基金会和大自然保护协会TNC联合发起的“关爱保护野生动植物”的公益倡导活动。4月7日，得知之前支教的青海地区学校遭受严酷雪灾，马天宇宇梦童行的工作团队快速做出响应，募集了抗寒保暖的棉衣、教科书、食品、药品、玩具等物品送往灾区。

2018年4月25日，评为第十五届（2018）中国慈善榜年度慈善明星。

 2018年7月16日，马天宇工作室针对马天宇遭受到的人身攻击现象发声明，称已委托律师取证，并保留追究法律责任的权利。

马天宇自从2006年出道，三次登上央视中秋晚会舞台。（备注：自2004年举办CCTV中秋晚会以来，两岸三地获得连续超过3次，登上该舞台殊荣的当红男艺人包括他总共才四位，其他三位分别为费玉清、屠洪刚、陈坤。） 

马天宇的歌不但在大陆红，在中国港台地区也流传开，并被很多国外的听众所青睐。并且，他与周杰伦、张学友等五位歌星等的歌都入选外国的汉语教科书了，其教材封面人物都是他们。

成名之前的坎坷和奋斗，是精彩的励志故事，不过难能可贵的是，在人生升华之后这一切并没有用来邀买人心，而是只沉淀在他的骨子里，让他更清晰的悟到工作和生活的本质，他身上的每一个细节之处都透露出他对事业的执着与努力。他在演唱和表演上都有着很高的领悟力。生活中“孤僻”的马天宇情绪比一般人更加敏感，这为他在塑造角色方面带来了得天独厚的优势。（《时尚新娘》杂志、腾讯、新浪、网易评）

他在电影《万万没想到》中，从一出场的利落打戏，到入魔时绝望无助的摔落以及最后与魔同灭时的释然和决绝，每一个眼神、每一个表情都精准的传达了人物内心的转变和挣扎。在《古剑奇谭》中扮演的是两个性格截然相反的角色，从呆萌可爱到霸气阴狠，马天宇对两种身份都把握的精准到位，两个角色多次瞬间切换，也演绎的游刃有余。在《少年神探狄仁杰》中，从傲娇到沉稳、高冷到坚毅、纯真到悲苦，每一个阶段的王元芳，他都刻画的淋漓尽致。（网易、凤凰评）

马天宇内心有观众无法通过荧屏察觉的成熟一面，他把内心里最柔软的部分留给了亲情，坎坷的人生经历给了他更细腻的情感，和不愿辜负的初心。他是一个特别懂礼貌的人，常常主动帮助别人，对周围的朋友关爱有加、体贴照顾，而且懂得回报，还一直乐于奔走于公益事业之中。（网易、搜狐评）

他真的很懂事，IQ和EQ都很高，做事方法会收敛，懂拿捏分寸，也许是因为他经历过逆境，知道自己想要什么，我觉得他可以走的比较长久，可塑性比较强。（《幻城》导演鞠觉亮评）

他是属于本身长得特别帅的那种，但确实就是没有任何偶像包袱。他在地上打滚啊，满脸血污啊，或者是那种披头散发挺会形象的那种，他都欣然接受。包括有一场戏我印象特别深刻的是，他被孙悟空如意金箍棒直接怼胸口，怼胸口特别疼其实，因为它是从威亚十几米这样荡过来直接一棍怼上，拍了差不多7、8条吧，我估计他胸口都被怼青了，都肿了。他特别敬业。（《万万没想到》导演叫兽易小星评）

 他是很简单的演员，但非常用功，你看他没有想太多，其实做了很充分的准备。他平时看起来挺温顺的，但关键时刻很有“男友力”。（张萌评）

他是一个眼神天真的大男孩，心思细腻，很有英国绅士风度。（林志玲评）

他是很乖的孩子，很懂事，是很有内容的一个人。（郑佩佩评）