1991至1997年，穆婷婷就读于重庆沙坪坝区第一实验国小。1997年至2003年，国中、高中就读于重庆第八中学。穆婷婷从小就不太合群，高中考上八中后成绩一直都是全校前十名，但她决定上电影学院。除了日常的文化课外，她每天早上5点半起床念绕口令，中午和下午练习舞蹈、弹钢琴，每天上完自习还要练功，周末去上台词课、舞蹈课、钢琴课。2003至2007年，就读于北京电影学院表演系03级，并拿到了北电硕士学位。她从上大学到北京后一直独立生活。

2006年，穆婷婷参演了个人的首部影视剧作品《锦衣卫》，饰演爱恨分明的金枝。6月，穆婷婷出演朱孝天版的古装武侠剧《楚留香传奇》，并饰演敢爱敢恨的柳无眉。2007年9月，受导演韩万峰之邀，主演轻喜剧电影《豫菜皇后》。11月，穆婷婷出演了青春梦想剧《网球王子》中以龙崎樱乃为原型的林樱。

2008年，参演古装电视剧《赖布衣传奇》，饰演福州知县的千金小姐江水蓝。2009年3月，参演改编自网路小说《爸爸，我怀了你的孩子》的都市伦理剧《恋人》，饰演善良执着的徐韵。4月，穆婷婷与霍建华、吕一联合主演了年代剧《新一剪梅》，并在剧中饰演可爱又任性的苏雯音。12月，主演武侠剧《七种武器之孔雀翎》，饰演冷麵杀手刘星。2010年7月，参演古装神话剧《碧波仙子》。9月，与甘婷婷联合主演青春偶像剧《空姐日记》，饰演敢爱敢恨的美丽空姐宋佳音。10月22日，与王子文联合主演的民国剧《生死桥》在央视八套播出，在剧中饰演民国女记者杜鹃。

2011年6月，与拉风娱乐签约，正式宣布加入。随后，主演数字电影《选美》。7月，主演古装神话剧《活佛济公第二部》，饰演纯净深情的玄女宫宫主冷冰心。9月10日，与吴奇隆、刘诗诗、刘心悠共同主演的古装穿越剧《步步惊心》在湖南卫视首播，并在剧中饰演温婉、端正、大方的皇后乌喇那拉氏。

2012年2月9日，与甘婷婷、刘庭羽联合主演的古装悬疑剧《深宫谍影》在湖南卫视金鹰独播剧场首播，饰演温文尔雅的静妃。25日，与韩雪联合主演的都市情感剧《亲爱的，回家》在湖南卫视首播，饰演真实可爱的女孩美美。5月1日，参演陈浩民、馨子、宣萱主演的古装爱情剧《薛平贵与王宝钏》。7月，与黄海冰、乔振宇、李曼联合主演红色青春励志剧《血色樱花》，饰演天真烂漫的日本女孩川岛云子。10月，主演了古装神话剧《土地公土地婆》，在剧中饰演善良可爱、古灵精怪的李秀文。

2013年2月21日，参演的古装剧《凤凰牡丹》在浙江卫视播出。6月30日，主演的古装神话剧《天天有喜》在湖南卫视播出，在剧中饰演活泼可爱、情深义重的白梅瑛，并演唱歌曲《望爱》，该剧在全国网收视破6亿，网路点击率破5亿。10月29日，与胡杏儿联合主演的《金玉满堂之身世之谜》在浙江卫视播出，饰演争强好胜、做事极端的富家女刘采凡。同年，她又接拍了古装神话剧《新济公活佛》，并饰演活泼机灵的秋凝玉。

2014年4月，主演都市情感剧《女人泪》，饰演个性活泼、模样俏丽的张佳贞。2015年，与何晟铭、颖儿联合主演都市情感励志剧《幸福的方向》。8月20日，主演的都市爱情电影《非你勿扰》上映。10月，主演的古装神话剧《新济公活佛》下部在湖南卫视续播。2016年1月13日，主演的古装魔幻神话喜剧《天天有喜2之人间有爱》在湖南卫视首播，饰演刁蛮任性的九妹。31日，主演的古装魔幻神话剧《刘海戏金蟾》播出，饰演智慧、泼辣的狐妖胡秀英。7月，参演民国谍战剧《突围》。11月，参演民国剧《长梦留痕》。

2017年1月7日，与樊少皇搭档主演惊悚悬疑片《夜行游女》。4月，与盛一伦搭档主演民国年代剧《十里洋场拾年花》，饰演民国调酒师白柳霜。

2018年，主演年代传奇剧《孤战之生死营救》，在剧中饰演性格迥异，命运不同的两姐妹罗鸣秋和罗鸣叶。

2013年8月13日七夕情人节，穆婷婷作为“为爱洗一次头”公益活动湖南站形象大使来长沙，亲自前往长沙老年服务中心看望，并为福利院老人洗头。

穆婷婷长相甜美可人，她的扮相宜古宜今，外表清纯可人，骨子里却有一股倔强的劲（新浪网评）。

穆婷婷传达给观众一种积极乐观的心态、向上的生命力。穆婷婷长相清纯颇有人气，自从入行以来一直倍受观众和导演的喜爱，不但扮相宜古宜今，更能把不同的角色演绎得精彩到位（搜狐评）。

戏外的她自由自在、无拘无束，就像一个不经世事、不食人间烟火的大女孩（凤凰网评）。

穆婷婷身上有着典型的辣妹子性格：不喜欢应酬，说话直来直去，独立坚强，这样的性格让她失去了一些东西，同时也得到了很多东西（重庆晚报评）。

穆婷婷不仅漂亮，而且她很幽默，办事情也是很认真的（释小龙评）。穆婷婷是个很认真的演员，很能吃苦、演技也很好、拍她的戏很少有NG（导演张大鹏评）。