初中：上海市市西初級中學；
高中：上海戲劇學院附屬高級中學；
本科：北京電影學院表演系2008級（全國第二名，女生第一名的成績考入）；北京電影學院2008-2009年二等獎學金、2010-2011年獲得國家獎學金、2010-2011年獲得國家獎學金。
研究生：北京電影學院表演系2012級（學校保送生）。
1998年在由蘇有朋、趙薇領銜主演的電視劇《老房有喜》中，扮演小海燕。9歲的潘之琳和22歲的趙薇（扮演吉祥）、25歲的蘇有朋（扮演蘇小鵬）搭檔，出演吉祥的鋼琴老師李明華的女兒李海燕。
2010年，參演電視劇《一不小心愛上你》，出演角色
藍米粒（秦米粒）。
2011年，潘之琳拍攝了一部紅色青春偶像劇《風華正茂》，劇中青年毛澤東由王雷扮演。這部戲中和江鎧同搭檔，出演角色飾演陶斯詠，江鎧同演楊開慧一角。
2013年參演《青海花兒》，飾演熱血青年“潘啟月”。
2012年主演電視劇《箭在弦上》，潘之琳扮演徐二航。
2012年主演電視劇版《失戀33天》，潘之琳在其中扮演李可。
2013年主演電視劇《娘要嫁人》，潘之琳在劇中出演命運波折的王方，首次挑戰從青春少女時代一直到中年的大年齡跨度演出。
由王雷、姚芊羽、潘之琳主演電影《金太狼的幸福生活》，于
2013年4月12日中國上映，片中飾演顏子淳。2014年參演《江湖論賤實錄》，潘之琳在其中扮演王二丫，她是一個心懷夢想的女孩。2014年5月，潘之琳主演的電視劇《鋒刃》殺青，潘之琳在該劇中出演一名擅長使用各種槍支刀具的女殺手，除了是一個殺手，她還有一個身份：東北小媳婦。5月16日，潘之琳主演的都市偶像情感電視劇《閃亮茗天》在福建漳州天福茶博物院開機。潘之琳在劇中挑大梁出演女一號杜心羽。在電視劇《活法》中出演女一號江雨瞳。同年主演的金融諜戰劇《金戰》，飾演角色楊云嫣。2014年主演《四千金》飾演女一號簡如恬。
2015年5月22日，主演的都市愛情劇《閃亮茗天》登陸深圳衛視黃金劇場，飾演劇中女一號杜心羽。