邓紫棋出生在上海，成长于一个音乐世家，父亲是香港人，母亲是上海音乐学院声乐系毕业生，外婆教唱歌，舅父拉小提琴，外公在乐团吹萨克斯风。在家人的熏陶下，邓紫棋自小便热爱音乐，喜爱唱歌。
邓紫棋5岁时便开始尝试作曲及填词，7岁时参与教育电视的演出，13岁完成英国皇家钢琴检定考试八级，并与陈奕迅合拍广告 。用现在的话来说，也算是童星了，只不过大陆人并不知道她。
2006年，14岁的邓紫棋参加Spice It Up学界联校歌唱比赛，夺得比赛冠军，被经理人张丹邀请签约蜂鸟音乐，但因学业关系，16岁才正式出道成为歌手。
2008年，推出第一支单曲《等一个他》正式出道。10月16日，16岁的邓紫棋推出个人首张EP《G.E.M.》，G.E.M. 的意思是Get Everybody Moving”，推出后获得十大劲歌金曲最受欢迎女新人金奖、第31届十大中文金曲最有前途新人奖银奖等奖项，这样的成绩已经算是实力歌手了。
2009年，获得叱咤乐坛流行榜颁奖典礼“叱咤乐坛生力军女歌手金奖”。第二张个人专辑《18...》推出后，获得IFPI香港唱片销量大奖颁奖礼2009“十大销量广东唱片”和“十大销量本地歌手”奖 。同年12月，赴加拿大多伦多举行首个海外音乐会。
2011年，年仅19岁的邓紫棋在香港红馆举办5场个人演唱会，她是红磡历史上最年轻的举办个唱的歌手，要知道，红磡体育场都是想周杰伦、陈奕迅，张学友这样等级的大咖办演唱会的地方。之后，在澳门、广东、澳洲、温哥华、多伦多、美国等地举办了世界巡回演唱会。
2012年7月5日，推出第四张音乐专辑《Xposed》，邓紫棋凭此辑获得2012年度“全年最高销量国语唱片”及“全年最高销量本地女歌手”等四项大奖，并入围了第24届金曲奖最佳国语女歌手 。
2014年参加湖南卫视《我是歌手》，在《歌手》里精彩的表现，动听的声音，立刻让大家熟知了这位实力女歌手。她翻唱的BEYONG的经典歌曲《喜欢你》，成为传唱度很高的歌曲，成为各大音乐榜单的前几位。
2014年，邓紫棋的蜡像入驻香港杜莎夫人蜡像馆 ，成为蜡像入驻该馆年龄最小的艺人。2014年5月份至2014年底，邓紫棋总共举办了35场个人演唱会。
2016年1月5日，美国《福布斯》杂志公布2016年度“全球30岁以下最具潜力30名杰出音乐人”排行榜，邓紫棋成为亚洲地区唯一入选人士。
2017年1月6日，作为邓紫棋大银幕处女作的青春励志电影《一路逆风》全国上映，影片围绕邓紫棋出道10年，讲述了一个深受90后观众欢迎的年轻音乐人，如何在网络时代从一鸣惊人到走向巅峰，再从低谷的绝望到一路逆风飞扬。作为歌迷，希望她能越走越远。
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