1997年从事模特行业出道。1999年主演电影《白色情人节》获得百想艺术大赏最佳女新人奖。
2000年主演文艺爱情电影《触不到的恋人》，后被好莱坞翻拍。
2001年凭借电影《我的野蛮女友》获得韩国电影大钟奖最佳女主角奖，该片又被好莱坞翻拍。
2004年主演电影《野蛮师姐》。2006年主演电影《雏菊》，其后相继主演好莱坞电影《小夜刀》、《雪花秘扇》。
2012年主演电影《盗贼同盟》，刷新韩国影史票房纪录。
2013年主演电视剧《来自星星的你》，并获得第50届百想艺术大赏TV部门大赏和SBS演技大赏大赏。
2015年主演电影《暗杀》票房位列韩国影史第七，因此成为首位主演两部超过千万观影人次电影的韩国女演员，并凭借此片再次获得韩国电影大钟奖最佳女主角，同年获得韩国大众文化艺术奖总统表彰。
2016年，全智贤将出演SBS新剧《蓝色大海的传说》。
