董子健出生于北京市，他从小就很喜欢汽车，小时候经常和父亲在胡同口听声猜车 。董子健国小就读于北京海淀区外国语实验学校 ，之后，他又分别在北京耀中国际学校、北京市八十中学度过了国中和高中 ，而他大学则就读于中央戏剧学院表演系本班 。
2012年，以高中生身份出演由刘杰执导的高中校园生活电影《青春派》，在剧中饰演男一号居然，凭借此片获得第16届上海国际电影节之第10届电影频道传媒大奖最佳男主角奖、第50届台湾电影金马奖最佳新演员奖（提名）等多项大奖。
董子健2014年，和江一燕、焦俊艳、王龙华共同参演由“亚洲恐怖大师”安兵基执导的惊悚恐怖电影《笔仙3》，在剧中饰演子键一角。
2014年，董子健再次和刘杰合作，完成第二部青春文艺片。
2014年，董子健主演影片《少年巴比伦》，该影片7月份在青岛开拍，目前正在后期制作之中，计画于2015年5月份全国公映。影片的主场景多在工厂、车间，加之与时代融合的故事，飞扬而充满反思的青春，被冬粉誉为“工厂版《阳光灿烂的日子》”。
2015年，与孙红雷、周冬雨、王栎鑫合作主演青春校园喜剧电影《少年班》，在片中饰演生性拘谨、为人谦和且略带自卑的少年班班长吴未 ；随后，与赵涛、张译、梁景东合作主演剧情电影《山河故人》，在片中饰演沈涛和张晋生的儿子张到乐，并与张艾嘉有一段忘年恋 ；同年6月7日，获得“第15届中国电影表演艺术学会金凤凰奖”学会新人奖 ；同年6月19日，担任“亚洲新人奖颁奖典礼”的主持人，这也是他的主持首秀 ；随后，担任“第18届上海国际电影节传媒大奖颁奖礼”的颁奖嘉宾 ；同年，与颜卓灵、宋伊人、林柏宏合作主演爱情电影《六弄咖啡馆》，在片中饰演有才华不张扬且思虑清晰的男主角关闵绿 ；之后，与德姬合作主演剧情电影《德兰》，在片中饰演男主角小王 ；此外，董子健还担任了电影《捉妖记》的出品人。
2016年，与钟楚曦、春夏合作主演校园喜剧电影《完全男生手册》，在片中饰演男主角何晓阳；同年9月11日，获得“GQ年度盛典”年度新人奖；同年，与邓超、彭于晏、赵丽颖合作主演剧情电影《乘风破浪》 ；同年12月9日，与杨幂合作主演的科幻爱情微电影《我是你的小幂phone》在腾讯视频播出，而董子健在片中则饰演了男主角成宇 。
2017年，参加湖南卫视生活服务纪实节目《向往的生活》的录制 ；随后，与王俊凯、刘昊然、张一山、王大陆作为固定嘉宾参加浙江卫视偶像对抗挑战真人秀节目《高能少年团》的录制，并为该节目演唱主题曲《骄傲的少年》 ；7月28日，其参演的《建军大业》在中国大陆上映；8月，加盟中国版电影《解忧杂货店》。
2018年1月11日，确认参演电影《江湖儿女》。2月12日，演唱的歌曲《赞赞新时代》发布。3月1日，参与录制《高能少年团》第二季。4月20日，参演的电影《脱单告急》上映。5月2日，参加综艺节目《信中国》第八期。7月14日，参加综艺节目《高能少年团》第二季。9月21日，参演的电影《江湖儿女》上映。
董子健的母亲是北京拾捌经纪文化有限公司总经理、中国内地经纪人王京花。
2016年10月，董子健与女演员孙怡在微博公布恋情；2017年5月10日，董子健公布婚讯，经纪人确认。
2017年9月22日，董子健与孙怡的女儿出生。
2016年1月25日，出席中国儿童基金会与星河拾捌共同发起的“为你发声”公益活动，而活动旨在推动中国儿童少年公益事业，并从单纯的物质输送向更多的精神文化输送转变 ；同年11月24日，担任“明星公益大使”，并出席了小候鸟基金启动仪式，而该活动旨在呼吁大众关注留守儿童、流动儿童的情感缺失等系列问题 。
2017年6月，董子健亮相了2017中国成都金砖国家电影节开幕式。作为本届金砖电影节的“友好使者”，董子健真诚的和观众分享了自己对印度电影文化的印象，并介绍了两部优秀入围作品。
董子健是一个在镜头前非常自由自在的演员，他毫无拘束感，有着与生俱来掩盖不住的潜质和天赋。（新浪娱乐评）
首次在大银幕出演角色就超乎想像的发挥给观众带来惊喜，他在镜头前的表现沉稳自然，对人物的演绎投入且清晰，对于毫无表演经验的新人而言，这种在镜头前存冷静，几乎可以匹敌无数科班出身的演员。（网易娱乐评）
董子健没有任何表演经历却是极具天赋的演员。（网易娱乐评）
董子健在一组室内 *** 中，他身穿皮衣，少了一份稚嫩，却多了点北京爷们儿的成熟不羁。而一向走简约风的董子健也注重了细节的搭配，食指上的戒指成了点睛之笔，清贵中则透著痞气（凤凰网评） 。