潘粤明自小成长于北京市西城区大栅栏一带的老北京胡同。“粤明”这个名字是他13岁时为自己改的，“粤”字源于父亲是广东人，“明”字是希望自己光明磊落于人世间 。
受家庭影响，潘粤明从小学习书法和绘画，并多次获得比赛的奖项。被保送进入重点中学后，担任过北京电视台少儿节目《七色光》的主持人。他还是学校记者站的记者，写过的文章曾在报纸上发表，也写过剧本 。
1995年由于拍戏耽误了学业，文化课未达标，选择报考北京电影学院失利，同时失去了中央戏剧学院破例录取的资格。之后做过场记、剧务、广告公司业务员等工作。1996年放弃了上海戏剧学院和出国深造的机会，准备转行做幕后制作，被北京师范大学艺术系(现北师大艺术与传媒学院)影视制作专业录取。
还未踏入演艺圈的潘粤明曾在多个剧组跑过龙套，出演过几十部儿童剧，被94版《三国演义》剧组邀请，饰演吴景帝孙休 。
1999年，因“非专业出身”，被路学长导演相中主演电影《非常夏日》，又与霍建起导演合作电影《蓝色爱情》后，正式开始了自己的演员生涯 。
2001年，主演的电视电影《情不自禁》在电影频道多次播出并获得好评，并因此片获得北京大学生电影节最佳男演员奖，在2007年仍因这个代号为“小白”的角色荣获电影频道百合奖“我最喜爱的十佳演员”称号 。
2003年，饰演《心跳》中单纯善良的男孩周俊，在剧中组建了“摇滚乐团”，并体验了独自驾驶飞机的高空飞行 。
2004年，应“五年之邀”，与路学长导演再度合作，主演电影《租期》 ，该片也被评为第十三届北京大学生电影节最佳数字电影及第三届东京SKIPCITY国际数字电影节最佳影片 。
2006年前后，《京华烟云》、《红衣坊》、《白蛇传》接连在央视播出，作为三部大戏男一号的潘粤明逐渐为大众与媒体熟知 。其中“曾荪亚”一角如其所愿成为观众茶余饭后的“骂点” ;卷入商战的“张天云”因复杂的人生经历而备受关注 ;挑战老版的“许仙”也因文雅痴情的塑造被称为影视剧中经典的书生形象 。2006年1月16日，电影频道“影人1+1”栏目播出了他主演的两部电影《爱情钥匙》和《极度险情》 。在同年的中国文联第八次全国代表大会上，被任命为新一届文联委员(中国电影家协会)。
2007年6月，得到陈凯歌导演钦点，出演电影《梅兰芳》中梅兰芳的表哥——男旦“王蕙芳”一角(片中改名为朱慧芳)，在梅派传人胡文阁老师的指导下学习京剧表演，用六个月的时间演了七场戏，终获剧组的肯定 。
2008年4月，在古代爱情悲剧《孔雀东南飞》中饰演儒雅书生焦仲卿，演绎出一个在古代封建家庭里成长的青年男子在爱情面前表现出的渴望、挣扎以及无奈 。同年9月，北京金泽太和国际文化交流有限公司被华谊兄弟并购 ，曾经与其签约的潘粤明自此成了“个体户”，一直没有再签经纪公司 。
2009年5月13日，潘粤明在福建屏南拍摄电影《为你而来》时发生车祸，造成肺部受挤压破裂，一度被下病危通知，经过几个月的休养，伤势痊愈并重新开始工作 。9月，为电影《阿童木》中搞笑形象的家居机器人奥伦配音 。10月末，首次挑战喜剧电影，在《花田囍事2010》中饰演一位暴力书生，与几位老资历的香港电影人同台飙戏 。
2010年4月，在车祸后接拍了首部电视剧《盘龙卧虎高山顶》，在剧中与刘涛再度合作 。同年携手董洁出演《新萍踪侠影》 ，并共同参演《建党伟业》 。
2011年，尝试从“小生”向“硬汉”转型，在《帝国秘符》的拍摄中一改往日的文雅形象 。
2013年，潘粤明一连接拍了三位导演的电影处女作：《大嘴巴子》、《脱轨时代》和《怒放之青春再见》，于同年成立了自己的工作室 。
2014年3月7日，与张静初、吴克羣、朱珠主演的电影《脱轨时代》在中国上映，饰演刘光芒 。
2005年8月，潘粤明与董洁因合作《红衣坊》结缘。
2008年年初，两人订婚，9月26日，在北京低调完婚。
2009年2月5日，董洁顺利生下一子，小名“顶顶”。
2012年10月20日，董洁工作室发表公开信表明两人分手。10月21日，潘粤明发表声明回应，同年起诉董洁经纪人任佳莺 。
2014年5月8日，北京市朝阳区人民法院对此名誉权纠纷案进行一审宣判，被告任佳莺和上海申江服务导报社有限公司被判构成对潘粤明的侮辱诽谤，并应在媒体上向潘粤明公开致歉。
一审宣判潘粤明胜诉后，两被告分别提出上诉。2014年11月27日，北京市第三中级人民法院终审判决维持原判，任佳莺、《申江服务导报》对潘粤明造成名誉权侵害，在判决下达7日内须向潘粤明公开道歉。不过截至12月14日，被告并未对判决结果作出反应，该判决还未执行。
参演电视剧
儒林外史2014饰演范进 导演谭朗昌, 祝东宁 主演陈键锋, 周知, 宗峰岩
青春无极限2012饰演林康辉 导演陶玲玲 主演李彩桦, 朱孝天, 赵煊
非常后妈2012饰演丁大强 导演高伟宁 主演江珊, 郑佩佩, 薛山
走出国门2011饰演蔡家盛 导演戚健 主演颜丹晨, 张潇恒, 巫迪文
富滇风云2011饰演邓天泽 导演鄢颇 主演李小冉, 林好
山里红2010饰演谢伯民 导演雷献禾 主演颜丹晨, 于震
新萍踪侠影2010饰演张丹枫 导演李惠民, 白云默 主演董洁, 米雪, 刘松仁
盘龙卧虎高山顶2010饰演杨作新 导演延艺 主演刘涛, 秦海璐, 李欣汝
新情义无价2008饰演钟凯强 导演赖水清 主演黄海波, 舒砚, 陈莎莉
孔雀东南飞2008饰演焦仲卿 导演王文杰 主演孙菲菲, 王姬, 萨日娜
热浪岛2007饰演孙可 导演刘艳臣 主演刘希媛, 陈洁, 谢宁
男生日记2007饰演傅晓峰 导演黄军 主演马可, 杨紫, 陆虎
聊斋奇女子之宦娘2006饰演温如春 导演李国立 主演孙莉, 刘晓洁, 连凯
幸福不拒绝眼泪2006饰演高小原 导演唐大年 主演韩雯雯, 仁龙, 李小燕
苍天圣土2006饰演光绪 导演李前宽, 肖桂云 主演王玉梅, 孙树林
天涯歌女2006饰演启明 导演严浩, 杨文军 主演张柏芝, 许绍洋, 何琳
英雄志2006饰演卢云 导演王小列 主演杨恭如, 张铁林, 吕行
镇长2005饰演戴兴 导演范建会 主演杨树泉, 王茜华, 陈祉希
红衣坊2005饰演张天云 导演苏舟, 金舸 主演董洁, 吴军, 矢野浩二
传奇皇帝朱元璋2004饰演朱标 导演李前宽, 肖桂云 主演陈宝国, 徐帆, 石维坚
京华烟云2004饰演曾荪亚 导演张子恩 主演赵薇, 陈宝国, 寇振海
黑蚂蚁2004饰演苏岩 导演王坪 主演丁梦雨, 金鑫, 吴刚
白蛇传2004饰演许仙, 李贵 导演吴家骀 主演刘涛, 陈紫函, 刘希媛
阳光丽人2003饰演纪焕宇 导演李力安 主演丁梦雨, 李佳璇, 韩雯雯
铁血青春2003饰演马超 导演刘江 主演姜武, 梅婷, 韩雨芹
心跳2003饰演周俊 导演汪涛 主演张佳楠, 陶泽如, 巍子
麻辣女友2002饰演穆清远 导演孙小光 主演萧淑慎, 王建隆, 刘立淇
大唐情史2001饰演房遗爱 导演龚若飞 主演沈傲君, 唐国强, 聂远
沉星档案2001饰演杜雄 导演丁黑, 张晓光 主演郭金, 洪剑涛, 刘希媛
青春的童话2001饰演吴家驹 导演萧锋 主演李小璐, 任斯璐, 袁文康
西区故事/点击西区2000主演刘敏涛, 王晓男, 是安
绝不回头2000饰演麦子 导演汪涛 主演田少军, 杜雨露, 吴晓敏
就赌这一次2000饰演唐明 导演何伟 主演赵丽萍, 周艳泓, 孙淳
青春出动1999饰演朱景涛 导演龚若飞 主演范冰冰, 李冰冰, 任泉
决裂/兄弟情仇/津沽风云/宅门轶事1998饰演丁德隆 导演李恬 主演任泉, 万弘杰, 徐路
贫嘴张大民的幸福生活1998饰演赵炳文 导演沈好放 主演梁冠华, 霍思燕
大考之年1998导演闫建刚 主演方青卓, 高露, 张佳楠
校园先锋1996饰演张端 导演李自人 主演李亚鹏, 陈锦, 姜超
十三天假日1995饰演潘月明 导演诸葛怡 主演诸葛钟诺, 朱烨, 于洋
三国演义1991饰演孙休 导演王扶林 主演刘大刚, 王奕
参演电影
探灵档案2015导演彭发 主演马浴柯, 吴昕
在北极说爱你2015导演金然 主演BY2
唐人街探案2015饰演李 导演陈思成 主演王宝强
脱轨时代2013饰演刘光芒 导演五百 主演张静初, 吴克羣, 班嘉佳
大嘴巴子2013饰演(未公布) 导演孔二狗 主演孔二狗, 王学兵, 周杰
怒放之青春再见2013饰演马路(中年) 导演卢庚戌 主演刘孜, 秦昊, 韩秋池
帝国秘符2011饰演成晰 导演李作楠, 虞军豪 主演胡可, 伊能静, 张志坚
建党伟业2010饰演蔡和森 导演韩三平, 黄建新 主演刘烨, 邓超, 董璇
三班五班2009饰演傅晓峰 导演钟海 主演马可, 杨紫, 林好
寻找成龙2009导演方刚亮, 江平 主演张一山, 成龙
男生女生2009饰演傅晓峰 导演钟海 主演马可, 杨紫, 林好
花田囍事20102009饰演吴上进 导演黄百鸣, 邱礼涛 主演黄百鸣, 吴君如, 郑中基
天安门2008饰演田震英 导演叶大鹰 主演郭柯宇, 信鹏, 徐啸力
梅兰芳2007饰演朱慧芳 导演陈凯歌 主演余少群, 黎明, 章子怡
租期2004饰演郭家驹 导演路学长 主演李佳璇
我只在乎你2004饰演史新羽 导演冷菲 主演丁梦雨, 许文广
极度险情2002饰演林炜 导演张前 主演陶虹, 张东升
惊涛骇浪2002饰演张成文 导演翟俊杰 主演李幼斌, 赵有亮, 巫刚
爱情钥匙2002饰演韩景明 导演黄军, 钟海 主演刘婕
从心相恋2002饰演马晓涛 导演李威 主演郭月
太想爱你2002饰演周正午 导演黄军 主演林好
生活秀2001饰演久久(来双久) 导演霍建起 主演陶红, 陶泽如
情不自禁2001饰演小白 导演方刚亮 主演邬玉君
蓝色爱情2000饰演邰林 导演霍建起 主演袁泉, 滕汝俊
非常夏日1999饰演雷海洋 导演路学长 主演马晓晴, 李佳璇
依波的故事1994饰演羊蒙
动画配音
2007福娃奥运漫游记蹦蹦曾伟京张国立、陶虹、梅婷、龚格尔
2012我的老婆是只猫阿祥黄军周艳泓
2006年5月，应北京2008奥运会组织委员会的邀请录制“奥运宣传片”，成为奥运助威团成员。
2007年3月，参与爱心物品拍卖，捐赠2002年世界杯期间在德国和意大利购买的国家足球队围巾各一条。11月，受邀任中国首届国际环境电影节形象大使，以一个电影人的身份去影响更多的人关注环境、保护环境。12月，出席光影星播客温暖基金扶贫慈善夜，号召民众参与、支持各项扶贫和救援活动。
2008年3月，担任“中网 网动中国”的代言人，开启了2008年网球运动普及与推广活动的序幕。
2009年3月，潘粤明、董洁夫妇出席家居行业的开业活动，并在现场担任拍卖师卖家具，所得的款项将捐献给重庆某希望小学。9月，潘粤明、董洁夫妇作为联合国儿童基金会“1帮1贫困儿童疫苗关爱计划”形象代言人，前往青海探访贫困儿童疫苗接种状况，并向当地居民宣传接种疫苗的益处。
2013年，作为“透明爱”公益项目的发起人之一，前去探望北京周边贫困县的失学儿童，并参与录制主题曲《我相信爱》。9月15日，在央视公益节目《为了你》中为尘肺病维权英雄张海超争取医疗基金而战。
2014年1月21日，参与安徽卫视《全星全益》，为养育过2000余服刑人员儿女的张妈妈“草莓换黑莓”公益计划筹集善款.
影视类
2013 第1届伦敦国际华语电影节组委会华语电影最佳表演奖 怒放之青春再见 (获奖)
2013 第5届国际华语电影节组委会推荐男演员 帝国秘符 (获奖)
2013 第1届伦敦国际华语电影节最佳男主角 怒放之青春再见 (提名)
2011 第6届华鼎奖古装类题材电视剧最佳男演员 新萍踪侠影 (获奖)
2010 第4届华鼎奖观众最喜爱电视剧男演员 (获奖)
2007 第7届电视电影百合奖“我最喜爱的十佳演员”男演员第二名 情不自禁 (获奖)
2003 第26届大众电影百花奖最佳男主角 极度险情 (提名)
2003 第9届中国电影华表奖优秀男演员新人奖 惊涛骇浪 (获奖)
2002 第25届大众电影百花奖最佳男主角 蓝色爱情 (提名)
2002 第9届北京大学生电影节电视电影最佳男演员 情不自禁 (获奖)
2001 第21届中国电影金鸡奖最佳男主角 蓝色爱情 (提名)
2001 第8届中国电影表演艺术学会金凤凰奖表演学会奖 非常夏日 (获奖)
2000 第7届北京大学生电影节最佳新人奖 非常夏日 (获奖)
时尚类
2013 《格调》风尚男艺人奖 (获奖)
2013 《精品购物指南》2013年度轻奢突破艺人奖 (获奖)
2012 2011 men’s joker“年度公益型男典范” (获奖)
2012 “中国影响2011时尚盛典”年度影响力时尚明星之“年度演技典范” (获奖)
2010 “中国影响2009时尚盛典”年度影响力时尚明星之“年度荧屏男主角” (获奖)
家庭类
2011 “中国家庭日”年度颁奖盛典“中国家庭榜样” (获奖)
2011 MSN时尚盛典“2010 MSN星月风尚甜蜜情侣” (获奖)
2010 BQ红人榜年度风尚甜蜜情侣 (获奖)
2009 “中国家庭日”年度颁奖盛典“中国和乐家庭” (获奖)
2008 新浪网络盛典“幸福伉俪” (获奖)
其它
1998 第一届 北京大专院校文艺汇演小品一等奖 (获奖)
1996 中华青少年文学艺术作品大赛小品表演一等奖 (获奖)
潘粤明不是那种昙花一现的年轻演员，在表演上很有实力，虽然不是表演专业的，但是很有爆发力，对电影分寸的把握，人物性格的拿捏很准到位，对表演角色、理解力和感受力都是非常强的。他的表演松弛、细腻，又有亲和力，在需要激情的时候，也有那种冲击力(导演路学长、霍建起、黄军、唐大年评价)。
潘粤明较为本色，不太会装，他演的书生、富家公子、摇滚青年，都是他自己内心一部分的投射。他骨子里是个大男孩，喜欢在他自个儿的世界里玩反而对事业和功名没太大的野心。对待感情，他认真、浪漫、细腻、体贴，很容易打动女孩子的心，但是他身上的这种文艺气息反过来也可以理解为自我、好幻想、缺乏斗志等等，但是这一切并不适合太过柴米油盐的世俗婚姻，也不太适合演艺圈的名利场(凤凰网非常道评价)
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