潘虹于1954年11月4日出生于
上海市，原名刘蓉。潘虹童年时正赶上特殊时期，她的父亲不幸被打成右派，为了不连累家人，父母被迫离婚，潘虹也随之改母姓。然而，潘虹的父亲最终还是选择了自杀。1971年，初中毕业的潘虹到农场当工人。1973年考入上海戏剧学院表演系。
1981年，《
杜十娘》是潘虹演艺生涯中的一个转折。影片中潘虹饰演一位虽沦落风尘，却出淤泥而不染的青楼女子。潘虹凭借杜十娘一角夺得了
第6届大众电影百花奖最佳女主角提名的殊荣。同年，潘虹出演的电影《漩涡里的歌》上映，饰演一位思想开放的现代女性形象。
1982年，潘虹主演的电影《
人到中年》上映，饰演女主角
陆文婷。这是一部展示出中国20世纪80年代知识分子的生存状态，具有强烈现实意义的影片。潘虹也凭借陆文婷的角色，获得
第3届中国电影金鸡奖最佳女主角奖。同年，潘虹主演根据文学家
巴金创作的长篇小说而改编的影片《
寒夜》。潘虹饰演女主人公曾树生。
1986年，
李翰祥执导的电影《
火龙》上映，潘虹在片中饰演溥仪特赦出狱后与之再婚的妻子
李淑贤，并凭借此片获得
第6届香港电影金像奖最佳女主角提名。。
1987年，潘虹主演的电影《
末代皇后》上映，她在片中饰演时间跨越度从民国十一年到三十几年的皇后
婉容，并获得
叙利亚大马士革国际电影节最佳女主角殊荣。
1988年，潘虹主演的由
李亚林执导的电影《井》上映，饰演女主角徐丽莎。潘虹因主演《井》获
第8届中国电影金鸡奖最佳女主角奖、意大利陶米纳国际电影节最佳女主角奖，同年被日本选为世界十大影星之一。
1989年，潘虹主演的由谢晋执导的电影《
最后的贵族》上映，同年，潘虹还成为了美国《
时代周刊》的封面人物。照片是由一位美国记者在《最后的贵族》拍片现场拍摄的。改革开放以来，中国人中第一位成为《时代周刊》杂志封面人物的是
邓小平，第二位就是潘虹。
1991年，潘虹主演的《
独身女人》上映。影片中，她饰演的欧阳若云是90年代经济潮中女强人，渴望爱情，对男性持极端审慎的态度。
1994年，潘虹主演的中国第一部以
股市为题材的影片《
股疯》上映，《股疯》是内地和香港联合拍摄的中国第一部以股市为题材的影片，影片用轻喜剧的形式充满善意地描绘了1990年代全民炒股的疯狂热潮。凭借此片，潘虹夺得了
第14届中国电影金鸡奖、
第17届大众电影百花奖、1993年中国广播电影电视部优秀影片奖、第5届
中国电影表演艺术学会金凤凰奖、
第2届中国长春电影节金鹿奖等多个颁奖礼的最佳女主角奖。1995年，潘虹因三次获得金鸡奖最佳女主角奖而获得
第15届中国电影金鸡奖特别奖。
2001年，潘虹出演
上海电影制片厂和上海嘉禾影视娱乐管理咨询有限公司合作拍摄《
股疯》的续集《
股啊股》。影片以喜剧手法，通过描述小人物的情感生活，再现股市众生相。潘虹在这部片子里饰演在股市中卖盒饭起家的女大户阿莉这个角色，在多年股市风雨的磨炼中，她已成为一个在股市上
呼风唤雨的“大姐大”。
2004年，在电视剧《
无盐女》中，潘虹饰演一位悲剧母亲，在儿子很小的时候就被丈夫抛弃。2005年，潘虹出演的古装神话剧《欢天喜地七仙女》播出，在剧中饰演王母娘娘。
2012年，潘虹参演电视剧《天下人家》。2016年2月，潘虹与
Angelababy、
阮经天等人合作主演的爱情悬疑电影《
谋杀似水年华》上映；8月，出演的都市励志偶像剧《
美味奇缘》杀青。2017年11月，出演抗战电影《
北斗之岛城风云》。
2020年5月8日，潘虹参演的电视剧《
老闺蜜》播出。2021年3月31日，主演由徐辅军执导的电视剧《
理智派生活》在湖南卫视播出，在剧中饰演沈母；11月，特别出演
舞台剧《
繁花》第二季，饰演黎老师。2021年12月，出任
第16届中国长春电影节评委。2023年5月3日，潘虹出演的电视剧《
温暖的，甜蜜的》播出。
2024年9月10日，凭借作品《温暖的，甜蜜的》获得金鹰奖女配角提名。9月30日，参加中央广播电视总台《
中国梦·家国情——2024国庆特别节目》，主演微电影《国旗之下》。
潘虹被称为80年代的“悲剧女皇”，她在多部影片中塑造的悲剧形象令人时隔多年仍记忆犹新，潘虹饰演悲剧角色更为出色已经被观众所公认。潘虹的表演天赋极高，从骨子里散发出来的贵族气质和文化涵养常给人一种清冷、孤傲的感觉，扮演的角色也多属于内敛型（新浪娱乐 评）。