2001年，出演姜峰执导的警匪剧《烟海沉浮》，这也是她的首部影视剧作品。
2003年，出演剧情片《电影往事》，在剧中饰演天真无邪，热爱电影的童年江玲玲；11月，与郭晓冬、李佳合作出演乡村爱情文艺片《暖》，在剧中饰演暖的女儿丫。
2005年，出演陈凯歌执导的奇幻动作片《无极》，在片中饰演小时候的倾城；同年，出演家庭伦理剧《回家》。
2007年，在张琦执导的悬疑惊悚片《救我》，饰演善良可爱的小雪；4月，搭档张嘉译出演家庭伦理剧《温暖》；5月，与张嘉译、李小冉合作出演《为爱结婚》，饰演学生陆蓓蓓；6月，与邱心志、田海蓉合作出演年代情感剧《旗袍》；随后，与李冰冰、黄海冰共同出演古装青春励志剧《再生缘》，饰演童年孟丽君；同年，搭档姚芊羽出演悲情励志剧《笑着活下去》。
2008年，出演刘苗苗执导的剧情片《小田进城》，在剧中饰演农民工吴国庆的女儿小田；2月，与陈小艺、黄曼合作出演都市情感剧《突然心动》，饰演聪明伶俐的小学六年级学生肖娅；6月，与梅婷、王志文、佟大为合作出演年代爱情剧《幸福还有多远》饰演吴天亮收养的小女儿大丫；11月，与午马、郑佩佩合作出演情景喜剧《家有儿女新传》，饰演漂亮可爱，学习好的唐娜。
2009年，与周杰伦、林志玲合作出演寻宝探险片《刺陵》，饰演小时候的蓝婷 ；2月，与林心如、刘涛共同出演古装爱情剧《大理公主》饰演贫苦寡妇杨玉姣的女儿杨阿细。
2010年1月，在都市情感剧《突然心动》中，饰演肖关鹏的女儿肖娅；12月，客串冯小刚执导的喜剧爱情片《非诚勿扰2》。
2012年，出演爱情神话片《画皮 2》，饰演少年靖公主；9月，出演吴永伦执导的校园清新偶像剧《101次告白》，饰演表面上有着富家千金的任性和傲慢，实则是率真善良的朱贝贝。
2013年，与刘德华、林志玲合作出演动作科幻片《富山春居图 》；8月，与方力申、张馨予 合作出演悬疑爱情片《致命闪玩》，在片中饰演初中女生。
2014年2月，与王志文、李小冉合作出演家庭情感喜剧《大丈夫》，在剧中饰演王志文的女儿欧阳淼淼；3月，与张嘉译、闫妮合作出演都市时尚情感剧《一仆二主》，饰演杨树的女儿杨树苗。
2015年3月，搭档姜潮共同主演都市爱情片《向天真的女生投降》，关晓彤的父亲作为该片制片人；4月，出演苏有朋执导的青春爱情片《左耳 》，在片中饰演张漾的女友蒋姣；5月，出演青春偶像剧《嬉戏魔法乐园》，在剧中饰演聪明可爱的安洁西公主。9月，关晓彤发行个人首支单曲《安洁西公主 》；10月，与景甜，张哲瀚合作出演古装爱情喜剧《班淑传关晓彤奇》，饰演班淑的学生江绣。
2016年，与孙红雷、江疏影、张艺兴合作主演都市爱情剧《好先生 》，饰演冷漠叛逆、不爱说话的彭佳禾；1月11日，在情感剧《搭错车 》中，饰演心地善良、为人仗义的阿美；随后，主演清新校园喜剧《老师晚上好》，饰演活力四射、敢爱敢恨的学生林夏 ；2月7日，与郭冬临、马天宇合作表演春晚小品《是谁呢 》；4月，在年代情感励志剧《我们的纯真年代 》中，饰演尤玲之女苦瓜；6月，主演古装玄幻剧《轩辕剑之汉之云 》，饰演阳光天真的夷洲土著少女耶亚希；7月20日，首次出演女一号的古装剧《九州·天空城 》，饰演天真无邪且神秘的星流花神易茯苓；11月30日，关晓彤与多位演员合作录制的世界艾滋病日公益歌曲《瞳孔里的太阳 》上线发行。
个人生活
关晓彤出生于北京一个艺术世家，祖父关学是北京琴书大师，父亲关少曾是影视演员。
关晓彤高中就读于北京师范大学附属中学。2016年7月，以专业课、文化课双第一的成绩被北京电影学院录取。
2017年10月8日，鹿晗在微博公开与关晓彤的恋情，关晓彤也发微博回应，而后鹿晗工作室对媒体称恋情属实。
