2006年毕业于北京电影学院表演系本科。
2008年饰演了《闯关东》中的朱传武一角。
2011年获第14届上海电影节亚洲新人奖，
2012年凭借《远去的飞鹰》入围国际艾美奖最佳男演员。同年在导演娄烨的电影《浮城谜事》中饰演秦枫，
2013年在郑晓龙执导的电视剧《红高粱》饰演男主角余占。
2014年在许鞍华导演的电影《黄金时代》中饰演端木蕻良。
2013年6月17日，朱亚文与女演员沈佳妮在北京低调完婚。
2015年2月18日，朱亚文登上央视春晚，与张丰毅、段奕宏一起演唱歌曲《中华好儿孙》。
同年主演电视剧《北上广不相信眼泪》。