고등학교를 졸업한 후 비행기 객실 승무원을 꿈꾸며 한서대학교 항공관광학과에 진학했으나, 2011년 배우라는 직업에 매력을 갖게 되면서 부모님의 반대에도 무릅쓰고 2012년 성균관대학교 연기예술학과에 재입학을 한다.

2011년 단역으로 JTBC 드라마 청담동 살아요에 조보아 단역을 맡았다.

2012년 첫 주연작인 tvN 드라마 '닥치고 꽃미남 밴드'의 임수아 역을 맡았다. 같은 해 MBC 월화드라마 '마의'에서 서은서 역을 맡아 이병훈 PD가 캐스팅한 여배우로 주목을 받았다.

2014년 4월에 개봉한 영화 '가시'에서 극 중 체육 교사인 준기(장혁 분)에게 집착하는 영은 역을 맡았다. 비록 영화 자체는 흥행에 참패했지만, 전작의 연기력 논란을 딛고 호연을 펼치면서 지금까지의 연기력 논란을 씻게 해주는 작품이 되었다. 실제로 2012년 출연작들에서 보여준 모습과 비교하면 연기력이 일취월장했다.

같은 해 배우 온주완, 송재림과 함께 tvN 드라마 잉여공주에서 주연을 맡았으며, 종영 뒤엔 "본작의 여주인공을 연기했던 시간은 배우로서 성장할 수 있게 해준 소중한 시간이었다." 라고 밝히기도 하였다.

2015년 OCN 드라마 '실종느와르 M'에서 어두운 과거를 가진 천재 해커 경찰관의 진서준 역을 맡았으며 같은 해 KBS 주말드라마 '부탁해요, 엄마'에선 철없는 부잣집 외동딸 장채리 역을 맡으면서 연기 영역을 넓혀갔다.

2016년 MBC 월화드라마 '몬스터'에서 까칠하고 안하무인인 도도그룹 총수의 딸 도신영 역을 맡았다. 무겁고 하드한 드라마 속에서 홀로 통통 튀는 역할이라서 눈에 확 띈다. 이 역으로 MBC 연기대상에서 신인상을 수상했다.

2016년 KBS 월화드라마 우리 집에 사는 남자에 출연하여 지상파 드라마 주연급으로 진입 활약했다.

2017년 SBS 월화드라마 사랑의 온도에 출연하여 주조연급으로 활약했다.

2018년 MBC 주말드라마 이별이 떠났다에 정효 역으로 출연하여 MBC 연기대상에서 우수상을 수상하였다.

2018년 12월 10일부터 SBS 월화드라마 복수가 돌아왔다의 출연을 통해 지상파 드라마 첫 주연작을 맡았다. 그동안 본업인 배우로서 특별한 대표작이 없던 조보아에게 중요한 드라마 작품일 것이다. 이 드라마에서 사학비리를 다룬 요즘 사회의 문제를 잘 다룬 내용 면과 함께 유승호와 복수정 커플로 인기를 얻으면서 시청률 면에서는 썩 만족스럽지 못하였지만, 이 드라마에서 여주인공으로 좋은 모습과 인기를 얻으면서 대세 여배우로 떠올랐다. 또한 이 드라마로 팬을 많이 끌어모았고, 연말 시상식에서 복수정 커플이 베스트 커플상을 받아야 한다는 등 인기를 많이 받았다.