1991至1997年，穆婷婷就讀於重慶沙坪壩區第一實驗小學。1997年至2003年，就讀於重慶第八中學。2003至2007年，就讀於北京電影學院表演系03級。穆婷婷1984年12月23日出生於重慶，畢業於北京電影學院表演系，研究生碩士學位。
2005年，因出演張黎導演的電視劇《錦衣衛》踏入影視圈，2007年，穆婷婷出演朱孝天版的《楚留香傳奇》，並飾演了柳無眉。2008年，穆婷婷出演了《加油！網球王子》中以龍崎櫻乃為原型的林櫻。2010年，穆婷婷與霍建華、李立群、陳思成、樊少皇共同主演了電視劇《新一剪梅》，並在劇中飾演了蘇雯音。
2011年與釋小龍主演《孔雀翎》獲得優酷最佳熒幕情侶獎，與拉風娛樂簽約，正式宣佈加入。同年，與吳奇隆、劉詩詩、鄭嘉穎共同主演了電視劇《步步驚心》，並在劇中飾演了烏喇那拉氏。
2013年，主演了湖南衛視電視劇《天天有喜》，穆婷婷在劇中飾演的女一號白梅瑛，並親自演唱了主題曲。在劇中飾演的女一號白梅瑛，該劇在全國網收視破6億，網路點選率破5億。同年，她又接拍了電視劇《新濟公活佛》，並飾演了秋凝玉。
2017年1月7日，與樊少皇搭檔主演驚悚懸疑片《夜行遊女》。穆婷婷傳達給觀眾一種積極樂觀的心態、向上的生命力。她是一個長的漂亮、演技很好的演員。
