田馥甄出生于台湾省新竹县，16岁时参加中视《我猜我猜我猜猜猜》之怪怪美少女单元（扮摇滚猪），后又参加《残酷舞台》歌唱比赛并获得一万元奖金。
2000年，参加华研唱片与残酷舞台节目合办之《宇宙2000实力美少女选拔》。经过初赛、复赛的反复筛选、淘汰，田馥甄于决赛中因忘词，导致丧失第一名与一年唱片合约之机会。
2000年，在《宇宙2000实力美少女选拔》赛后，华研唱片与田馥甄、任家萱、陈嘉桦签约并组成女子团体，以“S.H.E”为组合名正式进军歌坛，公司为田馥甄起名“Hebe”作为艺名。由于陈嘉桦在读职高，田馥甄读高中，S.H.E的首张专辑《女生宿舍》是她们趁周末各自有空的时候来台北录音，花了一年的时间录完第一张专辑。
2001年9月11日，S.H.E发行首张专辑《女生宿舍》正式出道，专辑中收录了田馥甄独唱的两首歌曲《Too Much》、《替我爱你》，田馥甄开始慢慢地进入人们的视线。
2002年1月23日，S.H.E主演的首部偶像剧《爱情大魔咒》在台视播出，田馥甄在剧中饰演了魔力小辣妹胡莎莎。

2003年1月，S.H.E发行首张精选辑《Together新歌+精选》。5月25日，S.H.E主演的偶像剧《蔷薇之恋》在台视播出，田馥甄在剧中饰演了个性单纯直接的晓枫。8月，发行专辑《Super Star》，并凭借此专辑在第16届台湾金曲奖入围“最佳重唱组合奖”。
2004年1月19日，田馥甄在内地拍摄的贺岁剧《新年快乐2004》播出，田馥甄在剧中以艺名“Hebe”出演。2月，S.H.E第六张专辑《奇幻旅程》正式发行。9月4日，S.H.E首场世界巡回演唱会“S.H.E 奇幻乐园世界巡回演唱会”在台湾台北市立体育场拉开序幕。12月25日，S.H.E在美国拉斯维加斯开唱，获加州议员BobHuff到场颁发欢迎状。
2005年10月，S.H.E主演的电视剧《真命天女》在华视播出，田馥甄在剧中饰演了正直又勇敢的沈孝柔，为电视剧独自配唱了插曲《摩天轮》，收录于《天命真女电视原声带》中。11月，S.H.E第八张专辑《不想长大》发行，并连续5年入围台湾金曲奖。

2006年6月，田馥甄与飞轮海合唱电视剧《东方茱丽叶》插曲《只对你有感觉》，收录于《飞轮海首张同名专辑》中。7月，S.H.E发行组合第二张精选专辑《Forever新歌+精选》。
2007年5月11日，S.H.E迈入乐坛的第十张专辑《play》正式发行，首次收录三人创作的作品，包括陈嘉桦作曲、任家萱填词的《老婆》，以及田馥甄作词的《说你爱我》。11月，田馥甄与贺军翔主演的电视剧《斗牛，要不要》在台视播出，田馥甄在剧中饰演了相貌清丽但性格调皮好动的伊胜雪，为电视剧配唱了插曲《来不及》，收录于《斗牛，要不要电视原声带》中。
2008年2月6日，S.H.E在《2008年中央电视台春节联欢晚会》演唱歌曲《中国话》的改编版。9月23日，S.H.E第十一张专辑《我的电台FM S.H.E》发行，专辑中田馥甄与任家萱合作了电台广播曲《喜碧夫人时间》。
2009年10月，S.H.E举行“S.H.E 爱而为一世界巡回演唱会”，16日至17日在香港红磡体育馆连唱两场。
2010年3月，S.H.E发行出道以来的第十二张专辑《SHERO》；30日，田馥甄在台北举行个人音乐生日会，S.H.E表示单飞不解散。2010年8月，华研唱片公司在网络上放了一段90秒的预热单曲《Love?》。9月，田馥甄推出首张个人专辑《To Hebe》，获得了第22届台湾金曲奖“最佳国语专辑”等四项提名，专辑中第二波主打歌《寂寞寂寞就好》获得“最佳音乐录影带”。10月8日，开始举办“Love!To Hebe音乐会”，首站是台北站。
2011年9月2日，发行第二张国语专辑《My Love》，收录了《魔鬼中的天使》以及专门唱给受伤的好姐妹任家萱的歌——《你》等十首歌曲，该专辑获得了第23届台湾金曲奖“最佳国语女歌手”“最佳国语专辑”等七项提名。9月11日，S.H.E成立十周年，3人合作拍摄短片庆祝成立十周年。12月3日，推出以“爱”为主题的“To My Love音乐会”，首站是台北站 。
2012年1月，田馥甄为钮承泽指导的电影《LOVE》重新录制主题曲《Love!》。6月23日，S.H.E暌违555天在第23届台湾金曲奖合体表演节目《HAPPY TOGETHER》（任家萱意外烧伤后S.H.E首次合体演唱，田馥甄以歌曲《Love!》率先开场，最后三人换装登台合体演唱《SHERO》和《Super Star》）。10月，担任台湾精品活动“The SmarTEST！谁是最聪明的人”中国大陆地区代言人。11月16日，S.H.E发行第十三张专辑《花又开好了》。
2013年2月10日，在《2013年中央电视台春节联欢晚会》上，S.H.E演唱歌曲《SHERO》，这是S.H.E二度登上央视春晚。6月22日，S.H.E举行“2GETHER 4EVER世界巡回演唱会”，首场在台北小巨蛋开唱，共巡回14场。11月29日，田馥甄发行第三张个人专辑《渺小》并入围第25届台湾金曲奖“最佳专辑包装”，专辑中同名主打歌《渺小》入围“最佳音乐录像带”。12月4日，举行“渺小微型巡回演唱会”，首站为高雄站。
2014年1月，田馥甄担任台视《2014超级巨星红白艺能大赏》揭幕大使。8月，担任新竹县2014年度国际观光节活动“台湾漫画梦工场”代言人；14日，推出单曲《热情》；20日，与吴建豪主演的微电影《热情》上线。
2015年3月，田馥甄在嘉兴录制《中国好歌曲第二季》年度盛典，与苏运莹合唱《野子》。4月，举行“田馥甄‘如果IF’巡回演唱会”，首站为上海站。5月，S.H.E为电影《少年班》演唱主题曲《你曾是少年》。6月28日，在第25届台湾金曲奖上演唱《Déjà vu》组曲，重新诠释了《哭砂》《亲密爱人》《脸》三首歌曲。7月，为电影《我的少女时代》献唱《小幸运》并入围“第52届台湾电影金马奖“最佳原创电影歌曲”和第27届台湾金曲奖“年度最佳歌曲”。9月，为电影《杜拉拉追婚记》演唱宣传曲《姐》。10月，为动画电影《小王子》台湾国语版中的主角小王子配音。11月，为电视剧《一把青》献唱片头曲《看淡》。
2016年3月，“田馥甄‘如果IF’巡回演唱会”完成升级，宣布拉开“田馥甄‘如果IF’巡回演唱会PLUS”巡演，于香港、北京、大连、上海、台北等城市举行。4月，田馥甄代言日本观光局，登上《marie claire》（台湾版）4月刊封面。7月13日，发行第四张个人专辑《日常》；15日至7月24日，在淡水云门剧场演出音乐舞台剧《小夜曲》。8月26日，S.H.E发行15周年纪念EP《永远都在》，其中收录了第一张专辑《女生宿舍》中田馥甄独唱歌曲《Too Much》的重新录制版。11月4日，在浙江卫视推出的音乐类节目《梦想的声音》中担任导师。12月9日，发行演唱会专辑《IF only 如果 田馥甄巡回演唱会LIVE》（版本BD/DVD）。
2017年2月14日，田馥甄与井柏然为迪士尼电影《美女与野兽》合唱的中文版同名主题曲《美女与野兽》上线。6月18日，在武汉参加《第三季纸尚青春音乐汇》总决赛。11月3月，发行数位专辑《演唱会的日常》。12月8日，发行演唱会专辑《IF + 如果田馥甄巡回演唱会plusLIVE》（版本BD/DVD）；31日，参加湖南卫视跨年演唱会，演唱《小幸运》等歌曲。
2018年3月，田馥甄为电影《后来的我们》演唱插曲《爱了很久的朋友》。4月19日，为电视剧《温暖的弦》演唱的歌曲《最暖的忧伤》上线。6月3日，在“2018Hito流行音乐奖颁奖典礼”与吴青峰合唱《绝对音乐》。8月20日，发行现场录音的单曲《自己的房间》。8月30日，S.H.E发行十七周年纪念单曲《十七》。9月11日，S.H.E举办出道17年纪念——《十七音乐会》。12月28日，为电影《地球最后的夜晚》演唱推广曲《墨绿的夜》；31日，参加湖南卫视跨年演唱会，演唱了《爱了很久的朋友》《寂寞寂寞就好》两首歌曲。
2019年6月29日，S.H.E在第30届金曲奖颁奖典礼演唱歌曲《我们》（《美丽新世界》和《十七》的组曲）；8月26日，田馥甄为电影《深夜食堂》演唱的主题曲《不晚》上线。2020年9月25日，田馥甄发布第五张录音室个人音乐专辑《无人知晓》，共收录了《悬日》《先知》等11首歌曲，并于当日举行《田馥甄一一巡回演唱会》，首站在台北小巨蛋，共连开四场。2021年8月21日，田馥甄凭借专辑《无人知晓》获得第32届台湾金曲奖最佳华语女歌手奖。