Trần Nghiên Hy sinh năm 1983 tại Đài Loan (Trung Quốc), từng theo học và tốt nghiệp Đại học Nam California, Mỹ, chuyên ngành marketing. Trong một lần trở về thăm gia đình, cô tình cờ lọt vào mắt xanh của nhà sản xuất Sài Trí Bình. Cơ duyên này khiến Trần Nghiên Hy quyết định tạm gác tấm bằng đại học để bước chân vào làng giải trí.
Năm 2011, nữ diễn viên tạo dấu ấn lớn khi đảm nhận vai chính trong bộ phim điện ảnh Cô gái năm ấy chúng ta cùng theo đuổi. Tác phẩm đạt doanh thu hơn 24 triệu USD, nhận được nhiều đánh giá tích cực và lập một số kỷ lục phòng vé. Riêng Trần Nghiên Hy được đề cử Nữ chính xuất sắc tại Liên hoan phim Kim Mã lần thứ 48. Thành công của bộ phim giúp tên tuổi cô nhanh chóng được biết đến rộng rãi và mở ra nhiều cơ hội mới trong sự nghiệp.
Tuy nhiên, bước ngoặt tiếp theo lại gây ra không ít tranh cãi. Năm 2014, Trần Nghiên Hy đảm nhận vai Tiểu Long Nữ trong Thần điêu đại hiệp. Tạo hình và ngoại hình của cô khi đó nhận nhiều ý kiến trái chiều. Một bộ phận khán giả cho rằng hình tượng Tiểu Long Nữ chưa phù hợp với vẻ đẹp thanh lãnh, thoát tục vốn được mô tả trong nguyên tác.
Áp lực càng lớn khi vai diễn của cô liên tục được đặt cạnh những phiên bản kinh điển do Lý Nhược Đồng và Lưu Diệc Phi thể hiện. Những tranh luận xoay quanh Tiểu Long Nữ phần nào ảnh hưởng đến hình ảnh của Trần Nghiên Hy trong một giai đoạn sự nghiệp.
Dù vậy, Thần điêu đại hiệp lại mang đến cho nữ diễn viên một mối duyên đặc biệt. Cô và Trần Hiểu, người đóng vai Dương Quá, nảy sinh tình cảm sau khi hợp tác. Tháng 7/2016, hai người kết hôn và sau đó đón con trai đầu lòng. Cặp đôi khá kín tiếng, hiếm khi chia sẻ chuyện đời tư trước công chúng.
Từ năm 2018, Trần Nghiên Hy và Trần Hiểu nhiều lần vướng tin đồn rạn nứt, nhưng cả hai không thường xuyên lên tiếng về những đồn đoán này. Đến tháng 2/2025, họ xác nhận hoàn tất thủ tục ly hôn và cho biết sẽ cùng chăm sóc con trai.
Sau biến cố hôn nhân, Trần Nghiên Hy dần trở lại với các hoạt động nghệ thuật và xuất hiện nhiều hơn trước công chúng. Ở tuổi 42, cô duy trì hình ảnh trẻ trung, tích cực tham gia chương trình thực tế, livestream và giao lưu với người hâm mộ.
Trong ngày sinh nhật, nữ diễn viên từng chia sẻ thông điệp mong mọi người trở thành phiên bản tốt nhất của chính mình. Ngoài công việc, cô dành thời gian chăm sóc và đưa con trai đi du lịch. Cuộc sống hậu ly hôn của Trần Nghiên Hy vì thế được khán giả chú ý, đặc biệt ở hình ảnh một bà mẹ chủ động tận hưởng cuộc sống và từng bước xây dựng lại sự nghiệp.
