1977年范曉萱出生于臺北，母親于十七歲時生下她。爺爺是湖北仙桃人、奶奶是武漢人。1979年她兩歲時父母離異，父方因范曉萱不是男生而未爭取其監護權，由母親扶養長大。

　　1980年開始學習鋼琴。1984年進入光仁小學音樂班。1986年開始學習長笛，接下來國高中都就讀于臺北縣私立光仁高級中學音樂班。

　　1989年創作班級畢業歌曲，同時也創作了《自言自語》這首歌的曲調部分。1991年，將《自言自語》填了詞，同年，參與了第一支廣告“橘色司迪麥”的演出，其后陸續開始拍攝一些廣告及MV ，過程中結識了恩師李亞明，成為他的旗下藝人 ?。

　　1993年擔任MTV《說不完的情唱不完的歌》女主角；出演李亞明 MTV《放輕松》；擔任L.A.BOYS歌曲《BABY COME TO ME》MTV 女主角。1994年首次參與電影拍攝，在《非常偵探》中出演”R少女“一角 ?。

　　1995年憑借《非常偵探》入圍第14屆香港金像獎最佳新演員獎 ?；4月發行首張個人專輯《RAIN》 ?；9月主持臺北之音電臺節目 "臺北青年守則"；同年當選臺灣最受歡迎女新人、臺灣十大魅力女藝人；12月發行專輯《自言自語》；獲得民生報國語金曲龍虎榜最佳新人偶像、衛視Channel最佳新人獎 ?。

　　1996年3月發行《Rain》和《自言自語》的合輯《甜蜜．眼淚》；4月入圍第7屆臺灣金曲獎最佳新人獎；同年受邀演唱卡通劇集《櫻桃小丸子》和《哆啦A夢》的中文主題曲，4月公司將其唱過的卡通歌曲集結發行專輯《小魔女魔法書第1輯》；6月發行專輯《音樂小魔女》；8月發行專輯《冰淇淋的祈禱》；12月5日發行專輯《好想談戀愛》 ?。

　　1997年獲得PEOPLE雜志 ”1996 人氣排行榜年度組冠軍“；獲得第十九屆十大中文金曲最有前途新人獎優異獎，YMC至尊榜國語歌曲獎及至尊華人新人獎，1996新城勁爆大躍國語女歌手獎，Channel”中文Top20榜中榜九六“；4月 至6月舉行”魔力風暴“校園巡回演唱會；4月發行專輯《 小魔女變身舞曲第1變 ：無法無天 》；5月13日發行專輯《小魔女魔法書第2輯魔登家庭》，歌曲曲風貼近兒童市場，其中歌曲《我愛洗澡》和《刷牙歌》被熟知；12月5日發行專輯《圣誕快樂SONG》 ?。

　　1998年參加央視春晚，和解曉東一起合唱《健康歌》 ?；5月1日發行轉型創作歌手之作《DARLING》，其中歌曲《DARLING》、《數字戀愛》、《失戀》為范曉萱自己的詞曲創作，與音樂人李泉合作歌曲《藍旗袍》和《哭了》，歌曲《DARLING》亦為《半生緣》廣告主題曲 ?；5月2日舉行”請叫我Darling“Live演唱會；5月14日組建”吃草的魚“工作室；7月30日推出《1995-1997范曉萱純摯年代黃金金選集》 ?。

　　1999年11月發行專輯《我要我們在一起》，正式加入制作人的行列，專輯曲風涉獵爵士和搖滾 ?。

　　2000年3月22日參加臺灣中華音樂人交流協會，憑借專輯《我要我們在一起》獲得1999年度十大專輯，專輯同名主打曲獲得1999年度十大單曲；4月28日在第11屆臺灣金曲獎上憑借專輯《我要我們在一起》入圍最佳國語女演唱人獎和最佳專輯制作人獎，獲得最佳流行音樂演唱專輯獎 ?。7月，擔任好友陳建州和虛擬團體面飽堡的專輯制作人，亦在專輯中提供詞曲創作《dear》。

　　2001年8月發行個人獨立制作專輯《絕世名伶》，曲風以爵士為主 ?；9月發行新歌精選輯《星星》 ?；同年為ASOS制作專輯《變態少女》 ?。

　　2003年和周俊偉、金木義則組成團體”福祿壽“發行專輯《序》，憑借此專輯獲得第4屆華語傳媒音樂最佳電子藝人獎 ?。

　　2004年7月發行EP《Singles》；9月發行精選輯《我要我們的范曉萱》 ?；12月和林偉哲合作主持音樂節目《臺灣ROC》 ?；12月14日與林偉哲工作室合作發行專輯《還有別的想法嗎》 ?。

　　2005年憑借專輯《還有別的想法嗎》獲得新城國語力亞洲創作女歌手獎，憑借專輯歌曲《出氣球》獲得新城國語力歌曲獎 ?；4月發行書籍《亂寫》 ?；4月22日發行影音專輯《樂團》。

　　2007年，和Allen（前雞腿飯樂團吉他手）、MO（前MOJO樂團團員）、Robert（前MOJO樂團團員）組成范曉萱&100%樂團；8月15日團體發行影音專輯《突破》，曲風以搖滾為主 ?。

　　2008年，范曉萱&100%樂團憑借《突破》入圍第19屆金曲獎最佳樂團獎 ?；5月24日在上海大舞臺舉行演唱會”我們就這樣長大了“ ?。

　　2009年1月發行攝影書《100 Mavis》 ?；8月10日范曉萱&100%樂團發行《赤子》 ?；10月16日在北京展覽館劇場舉行演唱會”一起來一起“ ?。

　　2010年范曉萱&100%樂團憑借《赤子innocent》入圍第21屆臺灣金曲獎最佳樂團獎，范曉萱憑借其中歌曲《主人》獲得最佳單曲制作人獎 ?；4月8日范曉萱&100%樂團發行《赤子innocent》大陸版《一起》 ?；5月28日在成都舉行演唱會”一起來一起“ ?。

　　2011年參演電影《龍門飛甲》，飾演”素慧榮“一角 ?。2012年參演電影《聽風者》，飾演”沈靜“一角 ?；同年，憑借《聽風者》入圍第49屆金馬獎最佳女配角獎 ?。

　　2013年憑借《聽風者》獲得第9屆中國華鼎獎最佳女配角獎，入圍第32屆香港電影金像獎最佳女配角獎和第13屆華語電影傳媒大獎觀眾票選最受矚目獎 ?；同年參演電影《明天記得愛上我》，飾演”阿鳳“一角 ?。

　　2014年，與Allen合作推出《當下》EP。2015年“范曉萱+A”再度攜手推出『謝謝』EP ?；11月，創作并演唱治愈系電影《陪安東尼度過漫長歲月》主題曲《同步》 ?。

　　2015年，范曉萱與Allen再發EP 不宣傳只分享做公益，范曉萱與Allen再度攜手推出《謝謝》EP，和前一年同樣也是三首歌的EP，由Allen作曲、范曉萱作詞，倆人一起編曲和制作，激蕩出新的音樂火花。 ?

　　2016年，擔任《中國好歌曲第三季》導師 ?。