鄧紫棋成長於一個音樂世家，母親為上海音樂學院聲樂系畢業生，外婆教唱歌，舅父拉小提琴，外公在樂團吹薩克斯風。在家人的薰陶下，鄧紫棋自小便熱愛音樂，喜愛唱歌。
2008年，16歲的鄧紫棋正式出道。同年10月，推出個人首張EP《G.E.M.》，碟內收錄3首廣東歌與2首國語歌，還收錄了當年的參賽歌曲《Sleeping Beauty》的中文版《睡公主》；後奪得2008年度叱吒樂壇流行榜頒獎典禮“叱吒樂壇生力軍女歌手金獎”，同時橫掃香港其他各大音樂頒獎禮的新人獎項。
2009年5月5日，鄧紫棋赴美國洛杉磯為首張個人大碟《18...》錄音，並於2009年10月27日發行；同年 ，G.E.M.在九龍灣國際展貿中心舉行《G.E.M. 18 LIVE 2009》演唱會，引起熱烈反應，由原本兩場加開至三場。同年12月，G.E.M.赴加拿大多倫多舉行首個海外音樂會。
2011年，年僅19歲的鄧紫棋在香港紅館舉辦5場個人演唱會，在澳門、廣東、澳洲、溫哥華、多倫多、美國等地舉辦了“G.E.M. Get Everybody Moving”世界巡迴演唱會。
2012年3月，鄧紫棋代表香港，與日本歌手陽光直人、臺灣歌手唐禹哲在亞洲博覽館舉行以“亞洲三角”為主題的《ASIA MUSIC CONNECTION 2012》，在日本、臺灣和香港舉辦巡迴演唱會
2014年，參賽中國湖南衛視《我是歌手第二季》，奪得總決賽亞軍
2015年1月，登上“五大刊”之一的《時尚芭莎》雜誌封面 。1月14日至18日，在香港紅磡體育館舉辦5場個人演唱會 。1月23日至24日，在馬來西亞吉隆坡舉辦兩場個人演唱會 。
2016年1月5日，美國《福布斯》雜誌公佈2016年度“全球30歲以下最具潛力30名傑出音樂人”排行榜，此前阿黛爾、LadyGaga、蕾哈娜等都曾進入此榜單，此次鄧紫棋成為亞洲地區唯一入選人士。
2017年1月6日，作為鄧紫棋大銀幕處女作的青春勵志電影《一路逆風》全國上映[26]。1月27日，在2017年中央電視臺春節聯歡晚會上，與張信哲演唱歌曲《歌從灕江來》。
鄧紫棋小學就讀中華基督教會協和小學，同時為校內詩歌班成員。中學就讀真光女書院，課餘時亦曾參與過體操。高中時期不斷參加各種歌唱比賽，曾一年內嬴得5個比賽冠軍。
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