1962 年 6 月 27 日，梁朝伟出生在香港，祖籍广东台山。父亲嗜酒好赌，输了钱就回家发火，母亲一声不吭把委屈咽下去，把孩子拉扯大。父亲离开时他不到 10 岁，带走了家里仅剩的积蓄，留下母亲、他和妹妹。15 岁中学没读完，他就出去打工，送货、卖报、摆摊，什么来钱干什么，有段时间从早干到凌晨，回到家倒头就睡。在街上送货，他盯着路人的眼神猜他们在想什么；在市场摆摊，他观察讨价还价时对方脸上的细微变化。
改变他命运的是一个普通午后，周星驰找到他，问要不要去报 TVB 的艺员训练班。他当时的反应不是兴奋，是将信将疑，只想试试也无妨。1982 年他考进第 11 期艺员训练班，在一群爱表现的同期学员里安静、等待、观察，镜头一推进来，那双眼睛就活了。1984 年《鹿鼎记》开播，他演韦小宝，把从小看人脸色、在夹缝里求生的本能全投进角色。此后《新扎师兄》接档，他与刘德华、苗侨伟等人被并称 TVB 无线五虎将。1987 年凭《人民英雄》拿下第七届香港电影金像奖最佳男配角，1989 年凭《杀手蝴蝶梦》再拿一次，1990 年与 TVB 正式解约。
转型初期他接了不少电影，票房不理想，口碑不突出。1990 年主演吴宇森的《喋血街头》，同年参演王家卫的《阿飞正传》；1992 年《辣手神探》再度与吴宇森合作。1994 年《重庆森林》，他演一个失恋的警察，每天买同一个品牌的罐头，对着凤梨罐头说过期的话，那一年他同时拿下第 14 届香港电影金像奖和第 31 届台湾电影金马奖最佳男主角，第一次成为双料影帝。1997 年《春光乍泄》与张国荣搭档，影片入围第 50 届戛纳电影节主竞赛单元，据说他与戛纳影帝只差一票，输给西恩・潘。2000 年《花样年华》，他演的周慕云几乎没有大段台词，靠走路、抽烟、看人一眼完成表达，第 53 届戛纳国际电影节把最佳男演员奖颁给了他。2002 年《无间道》，他饰演潜伏黑帮的卧底陈永仁，再次拿下金像奖和金马奖最佳男主角。2004 年《2046》，他第五次捧起香港电影金像奖最佳男主角。2007 年《色・戒》，他拿下第 44 届金马奖最佳男主角，第三次在金马称帝。2015 年，法国文化部在香港授予他法国艺术与文学军官勋章，是华人男演员里第一个；后来他又成为首位获得威尼斯国际电影节终身成就奖的华人演员。
他和刘嘉玲在 TVB 认识，1988 年开始交往。1990 年刘嘉玲遭遇绑架，梁朝伟放下手头一切陪在她身边。两人从交往到结婚整整二十年，2008 年 7 月 21 日在不丹举行婚礼，婚宴摆了 20 席，王菲、钟镇涛等好友到场，一顿饭花掉近百万港元。刘嘉玲说过，等了这么久，是因为父亲去世前没能看到她出嫁。
丁克这件事，刘嘉玲在综艺《一路繁花 2》里回应过。有嘉宾说女人不生孩子人生就不完整，她当场反对，说她和伟仔选择丁克 40 年，过得幸福自在，谁说非得传宗接代才算圆满，她自己就是不想生。网上流传的梁朝伟在日本有私生子、刘嘉玲赶去捉奸的说法，没有任何权威媒体核实，被传为 “私生子母亲” 的女星直接说假得离谱，梁朝伟本人也发过声明，称纯属虚构、恶意造谣、歪曲事实。
如今梁朝伟大部分时间待在日本。他不学日语，是故意的，为的是不用和人交谈、不用应酬。在香港，他走在街上就是影帝，是无数人想靠近、拍照、交谈的对象；在日本，他只是一个去便利店买饭团的中年男人，没人认识他，也不需要他表演什么。他去公园坐着，对着树发呆，一个人逛街，街上被拍到的样子是穿着随便、戴顶帽子、表情平静。
2021 年他出现在漫威电影《尚气与十环传奇》里，饰演反派文武。2025 年主演的犯罪片《猎狐行动》上映。2026 年新作《寂静的朋友》宣传期间，64 岁的他亲自现身香港戏院，参与映后谢票。
