郭曉婷小學就讀于長寧實驗小學；高中就讀
于上海市第三女子中學；大學就讀于上海戲劇學院（表演系本科2011級）。郭曉婷本是童星出身，4歲開始跳舞，5歲開始拍戲。
2010年參演電視劇《天涯織女》，劇中郭曉婷飾演黎族少女阿雅。2011年在劇集《步步驚心》中，她飾演草原上明亮的星星――敏敏格格。2011年報考上海戲劇學院，郭曉婷取得了表演專業第一的成績。隨后加入唐人電影公司。
2013年參與拍攝電視劇《我們光榮的日子》。6月參與拍攝電視劇《江淮依舊》，搭檔演員何潤東，郭曉婷飾演女一號唐珠兒。2014年參演電視劇《我們光榮的日子》，與演員柯藍、唐曾、練束梅、劉立偉、吳軍等人合作出演。
2015年與趙薇、佟大為合作的電視劇《虎媽貓爸》于5月3日在東方衛視播出。