大多數人認識牛莉都是因為她演出的春晚小品，特別是2005年她和郭冬臨搭檔的小品《男子漢大丈夫》，兩人憑藉精湛的表演獲得了觀眾們熱烈的掌聲。從小品中看得出牛莉是一個美麗大方，活潑開朗的人。其實大家不知道她在從影之前，曾經是一個運動員。
15歲轉入八一射擊隊，與王義夫及李對紅做過隊友，1990年獲得全軍射擊冠軍。
後來射擊隊解散了，牛莉決定報考藝術院校，最終考上了解放軍藝術學院。
1991年，9月首次出演歷史戰爭電影《大決戰》，在片中飾演小新娘，自此開始演藝事業。
1997年，在李森執導的古裝警世劇《大貪官和珅》中飾演和珅的二姨太玉蓮。同年，在《水滸傳》中飾演拼命病關索楊雄的媳婦潘巧雲。
1999年，與許亞軍共同主演都市情感劇《怦然心動》。
2000年，6月與張庭共同主演古裝喜劇《絕色雙嬌I》，在劇中飾演揚州城新任知府秦中玉之女秦採青。
2001年，和陶虹一起主演家庭情感劇《空鏡子》，在劇中飾孫家大女兒孫麗，漂亮出眾，大學畢業後在一家旅行社工作。憑藉該劇提名第22屆中國電視劇飛天獎優秀女演員獎和第20屆中國電視金鷹獎觀眾喜愛的女演員獎。
《空鏡子》講述的是北京普通家庭裡一對姐妹的情感和人生軌跡。2002年在中國大陸首播，播出後獲得20屆金鷹獎長篇電視劇優秀作品獎，22屆飛天獎長篇電視劇二等獎，是由陶虹、牛莉、姜武、許亞軍、劉冠軍、何冰聯袂主演。
2006年，參演創業勵志劇《闖關東》。
2011年，主演的相聲劇《還錢》獲得兔年春晚觀眾最喜愛的春晚節目小品類一等獎。
2013年，憑藉主演的家庭倫理劇《新女婿時代》獲得首屆“央視中國電視劇年度明星盛典”十佳演員稱號。
2015年，憑藉主演的農民史詩劇《老農民》獲得第11屆中美電影節最佳女主角獎。
2017年，她和張嘉譯合作，出演都市情感電視劇《美好生活》，飾演張嘉譯的前妻。
牛莉結婚後，從來沒有提及老公的身份，有消息說牛莉的老公是一位成功商人，坐擁上億身價。也許正是這份成熟穩重，讓牛莉找到了幸福真愛。
自2007年生下女兒後，牛莉已將重心轉移到了家庭和女兒身上，留出更多時間陪她女兒，希望孩子能夠在一個健康輕鬆的環境裡，快快樂樂的成長。
祝願性格開朗，人長得靚麗的牛莉越來越幸福！
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