佟夢實出生于江蘇省徐州市，在身為體育運動員的父親影響下而投身體育事業(yè)，成為國家二級運動員 ，其體育特長是短跑100米 。
佟夢實大學就讀于中國礦業(yè)大學；在校期間，他參加了學校的各類文藝演出，并但任了學校社聯(lián)副主席、文藝部部長、誦讀協(xié)會副會長等；此外，他不僅在朋友的“慫恿”下，與他們一起拿起行囊，耗時一個月，徒步去了拉薩，還與學校社團一起堅持在暑假期間去山區(qū)義務(wù)支教 。之后，他還作為模特參與拍攝了多本青春雜志、微電影及廣告片，其中則包括了與李易峰合作拍攝的某電商代言廣告 。
2015年10月，作為旁聽生參加湖南衛(wèi)視原創(chuàng)校園紀實真人秀節(jié)目《一年級·大學季》 ，并與佟大為、黃志忠、袁姍姍等合唱主題曲《新生》，從而正式進入演藝圈 ；同年，完成了個人首部電視劇作品，參演李易峰、趙麗穎、楊紫、成毅主演的古裝仙俠劇《青云志》，在劇中飾演耿直憨厚的俠客石頭 ；12月31日，與邵明明以互動嘉賓的身份參加湖南衛(wèi)視跨年晚會 。
2016年1月1日，以“天天小兄弟”成員身份，參加湖南衛(wèi)視娛樂脫口秀節(jié)目《天天向上》 ；隨后，與袁姍姍、邵明明、趙順然等參加金鷹卡通衛(wèi)視險闖關(guān)節(jié)目《瘋狂的麥咭第三季》 ；同年，與宋蕓樺、官鴻、劉倩妤聯(lián)袂主演根據(jù)隨侯珠同名小說改編的青春奇幻網(wǎng)絡(luò)劇《別那么驕傲》，在劇中擔綱男主角，飾演性格霸道獨立的學霸何之洲 ，并與王心凌合唱了該劇的主題曲《冤家路窄》 ；之后，與王秀竹、裴子添聯(lián)袂主演古裝玄幻劇《玄門大師》，飾演熱血少俠張陵 ；12月，與袁冰妍、張子文、鄭媛元、聶聞遠合作主演青春勵志劇《青春二月當艷陽》，在劇中飾演風流瀟灑、桀驁不馴卻又身患奇特失憶癥的男主角霍彬 。
2017年，與邢菲、聶子皓、涂冰聯(lián)合主演青春校園劇《熱血狂籃》，在劇中擔綱男主角，飾演孤僻冷傲、強勢霸道的華天學院?；@球隊隊員楚逍 ；12月27日，主演的古裝懸疑劇《艷骨》在優(yōu)酷視頻播出 ，在劇中擔綱男主角，飾演有判斷、有擔當?shù)乃朗柯佑?。
2018年10月，與毛曉慧主演電視劇新版《神雕俠侶》，在劇中飾演楊過 。
2019年1月19日，參演的古裝電視劇《皓鑭傳》在愛奇藝網(wǎng)絡(luò)播出 ；10月12日，參加青春體娛跨界類型節(jié)目《超新星全運會第二季》 ；11月26日，由張若昀、李沁、陳道明主演的古裝權(quán)謀劇《慶余年》播出，佟夢實在劇中飾演高深莫測的不老神話五竹 ；12月23日，獲得芭莎國際美妝大獎年度新銳魅力藝人獎 。
2020年，主演都市勵志愛情劇《你是我的永恒星辰》，在劇中飾演陸宇恒 ；8月8日，愛奇藝定制超現(xiàn)實戀愛劇《拜托了!8小時》在無錫舉行開機儀式，在劇中，佟夢實飾演葉天。
2021年，參演由毛衛(wèi)寧執(zhí)導的近代革命歷史劇《百煉成鋼》 ，在劇中飾演左權(quán)；3月，參演電視劇《理想照耀中國》之《烈性》 ；同年，主演古裝愛情劇《玉面桃花總相逢》，在劇中飾演許清嘉； 7月21日，參演的電視劇《青春向前沖》播出 ；10月4日，主演的古裝愛情劇《皎若云間月》開播，在劇中飾演溫文爾雅的腹黑世子容景 。12月30日，與王鶴潤合作主演的都市情感劇《一念時光》播出，在劇中飾演宮歐 。
2022年2月17日，加入芒果TV ；4月1日，與張含韻領(lǐng)銜主演的電視劇《玉面桃花總相逢》在湖南衛(wèi)視播出，在劇中飾演百折不撓的文弱書生許清嘉 。
初戀最好的樣子
2019年12月，擔任“好生活在路上”公益活動的扶貧公益推廣大使，呼吁大眾關(guān)注交通扶貧，傳遞新時代正能量 。
2021年7月，為河南暴雨災情捐款10萬元 。
佟夢實俊秀明朗的臉部弧線酷似謝霆鋒，他具有帥氣的外表和充滿青春的性格，是從畫中走出來的美男子，只是與畫照中刻畫的靜態(tài)花美男形象不同，現(xiàn)實生活中的佟夢實是名副其實的“火石”，在《一年級·大學季》節(jié)目中，讓觀眾看到的是一個為保護同學敢于頂撞學長的叛逆學生形象，同時也看到了一個拒簽學生手冊的情義少年形象 （新華網(wǎng)評）。
在網(wǎng)絡(luò)劇《別那么驕傲》中，佟夢實飾演的何之洲人物性格鮮明，他憑借帥氣的外表和爆發(fā)的演技獲得觀眾的支持 ，而其為人謙遜、虛心好學的品質(zhì)也得到劇組工作人員的一致好評 。在網(wǎng)絡(luò)劇《艷骨》中，佟夢實在演繹“掠影”這個角色時，把死士外表冷冽與內(nèi)心懵懂無措兩者之間的矛盾細致的刻畫了出來，被觀眾稱贊“顏值與實力俱佳”。經(jīng)過多部劇集磨煉的佟夢實，把這樣一個難以把握的角色表演出了豐富的層次，不僅得到了觀眾的認可，也證明了其演技日趨成熟 （網(wǎng)易評）。
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