1983年出生于台湾的桂纶镁从小便开始学习芭蕾舞表演,在就读于薇阁高中期间桂纶镁开始担任学校戏剧表演活动的组织者,在读高二时她还是学校热舞社的成员,一次偶然的机会她被正在寻找自己新片女主角的导演易智言发现,在经过一系列表演课程的培训之后,桂纶镁顺理成章的担任了易智言执导的青春片《蓝色大门》的女主角,就此也开始了自己的表演生涯,高中毕业后,在同时考上台北艺大戏剧系和淡江大学法文系的情况下,桂纶镁最终选择了淡江大学法语文学系,2004年桂纶镁被选为交换生前往法国里昂第三大学留学深造 。
2002年,还是一名高中生的桂纶镁便出演了个人的首部大银幕作品,她在与陈柏霖搭档主演的青春爱情片《蓝色大门》中饰演了女主角孟克柔,桂纶镁也由此开始了个人的演艺生涯。
2003年,桂纶镁客串出演了由梁朝伟、杨千嬅主演的根据几米同名漫画改编的都市言情片《地下铁》。
2005年,桂纶镁与戴立忍搭档主演了以台北故宫博物院为题材的剧情片《经过》,片中桂纶镁饰演了台北故宫助理研究员阿静。