1987年2月22日，韩孝周出生于韩国忠清北道清州市，家中有一位弟弟。2003年，获得MTM模特选拔大赛第二名以及第9届Binggrae小姐（微笑小姐）大赛第一名而出道。
2005年6月，韩孝周首次参演情景喜剧《Nonstop5》，正式荧屏出道。2006年1月，参与拍摄动作片《头师傅一体2》，饰演一名遭遇不幸的女孩。3月主演由尹锡湖导演的“四季恋曲”系列的最后一部《春天华尔兹》。11月主演剧情片《非常特别的客人》，获得第26届韩国影评奖最佳新人女演员奖和第20届新加坡国际电影节最佳女主角奖。
2007年1月，搭档朴海镇主演家庭剧《比天高比地厚》，饰演善解人意的“石智秀”一角。该剧在韩国最高收视达到36.1%（大韩民国全国TNS收视率）。
2008年5月，与李准基主演首部古装剧《一枝梅》，凭借贵族小姐“卞恩彩”一角在SBS演技大赏中获得最佳女新人奖。8月与李英勋主演爱情片《单车上路》，饰演一名女大学生。11月搭档金在中主演日韩合作片《天国的邮递员》。
2009年4月，韩孝周与李升基主演爱情剧《灿烂的遗产》，饰演“高恩星”一角。该剧不仅在韩国最高收视达到47.1%（大韩民国全国TNS收视率），还成为了2009年度韩国电视剧收视冠军，被湖南卫视引进播出。之后凭还借该剧获得SBS演技大赏特别企划部门“女子优秀演技奖”。9月搭档金东旭出演音乐电视剧《SoulSpecial》，并且亲自演唱OST《突然的眼泪》。10月签入BHEntertainment经纪公司。
2010年3月，携手池珍熙主演由《大长今》导演李丙勋执导的古装剧《同伊》。该剧作为韩国MBC电视台49周年台庆剧，播出后最高收视达到33.1%（大韩民国全国TNS收视率）。韩孝周凭借英祖大王李昑生母“崔同伊”一角获得MBC演技大赏最高大赏、第47届韩国百想艺术大赏电视部最佳女主角奖以及香港有线电视2010最佳电视剧人气演员奖。
2011年10月，韩孝周与苏志燮合作爱情片《只有你》，饰演失去视力的盲女“静花”一角。该片被选为第16届釜山国际电影节开幕电影。2012年9月，与李秉宪合作拍摄古装片《光海，成为王的男人》，该片观影人数1230万人次。12月搭档高修主演浪漫爱情片《创可贴》。
2013年7月，与薛景求、郑雨盛联袂主演动作片《监视者们》，该片观影人数550万人次。韩孝周凭借该片获得第22届韩国釜日电影奖和第34届韩国电影青龙奖最佳女主角奖。
2014年9月，再次搭档高修出演短篇电影《妙香山馆》，饰演一名北朝鲜的餐厅服务生。11月主演由日本导演犬童一心执导的爱情片《戴维克罗的恋爱和魔法》，饰演灯光师“泰瑞妍”一角。
2015年2月，与郑宇搭档主演爱情片《如此美好》，该电影讲述以音乐工作室C’estSiBon为背景，刻画了在此诞生的组合和他们女神间的凄美爱情故事。8月主演爱情片《内在美》，饰演与不断转变为其他人的男人坠入爱河的“李秀”一角。
2016年4月，与柳演锡、千禹熙主演爱情片《解语花》，饰演一名拥有歌唱和舞蹈实力的妓生。7月搭档李钟硕主演悬疑剧《W-两个世界》，饰演外科女医生“吴妍珠”一角。凭借该剧获得第5届大田电视剧节中篇剧部门和MBC演技大赏迷你剧部门最优秀女子演技奖。
2017年6月，为纪念出道13周年，举办“你好？好久不见”粉丝见面会。2018年2月，搭档姜栋元主演悬疑片《金色梦乡》，饰演一名电台记者。7月参演动作片《人狼》，该片改编自同名动画电影。
2019年10月，主演美剧《Treadstone》，该剧是由讲述在CIA文件中也不存在的秘密要员的训练与计划。
2013年6月21日，韩孝周为韩国慈善机构举办的公益活动捐赠了1000万韩元，用于帮助贫困老人购买风扇，薄被等用品，之后她又出资2000万韩元成立了慈善基金，用于贫困家庭儿童们的文化体验活动。
2017年9月26日，韩孝周在首尔清溪广场出席某公益基金组织的公益宣传活动。
2019年4月7日，据希望桥全国灾害救济协会透漏，韩孝周向江原道山火受灾地区捐款2000万韩元。
电视剧奖项
2016第5届大田电视剧节中篇剧部门最优秀女子演技奖W-两个世界（获奖）
2016MBC演技大赏最佳情侣奖W-两个世界（获奖）
2016MBC演技大赏迷你剧部门最优秀女子演技奖W-两个世界（获奖）
2011香港有线人气电视剧颁奖礼最佳女主角奖同伊（获奖）
2011第47届韩国百想艺术大赏电视剧部门女子最优秀演技奖同伊（获奖）
2010第3届韩国电视剧节最佳女主角奖同伊（获奖）
2010第5届首尔国际电视节最佳韩流女演员奖灿烂的遗产（获奖）
2010第46届韩国百想艺术大赏电视剧部门女子最优秀演技奖灿烂的遗产（提名）
2010MBC演技大赏大赏同伊（获奖）
2010MBC演技大赏女子人气奖同伊（获奖）
2009SBS演技大赏最佳情侣奖灿烂的遗产（获奖）
2009SBS演技大赏特别企划部门女子演技奖灿烂的遗产（获奖）
2009SBS演技大赏十大明星奖灿烂的遗产（获奖）
2009第3届Mnet20'sChoiceHOT电视剧女演员灿烂的遗产（获奖）
2008SBS演技大赏新人奖一枝梅（获奖）
2007KBS演技大赏最佳情侣奖比天高比地厚（获奖）
2007KBS演技大赏最佳人气奖比天高比地厚（获奖）
电影奖项
2016第52届韩国百想艺术大赏电影部门女子最优秀演技奖内在美（提名）
2016第25届韩国釜日电影奖最佳女主角奖内在美（提名）
2015第36届韩国青龙电影奖最佳女主角奖内在美（提名）
2015第52届韩国电影大钟奖最佳女主角奖内在美（提名）
2015韩国电影演员协会-明星之夜Topstar奖内在美（获奖）
2014第8届亚洲电影大奖最佳女主角奖监视者们（提名）
2013第33届韩国电影评论家协会最佳女主角奖监视者们（提名）
2013第34届韩国青龙电影奖最佳女主角奖监视者们（获奖）
2013第22届韩国釜日电影奖最佳女主角奖监视者们（获奖）
2013第49届韩国百想艺术大赏电影部门女子最优秀演技奖创可贴（提名）
2007第20届新加坡国际电影节最佳女主角奖非常特别的客人（获奖）
2006第26届韩国电影评论家协会新人女演员奖非常特别的客人（获奖）
其他奖项
2013日本韩流十周年大赏女演员部门第四名（获奖）
2012华娱卫视亚洲十大人气明星颁奖礼韩流明星奖（获奖）
2009第4届安德烈金最佳明星奖最佳明星奖（获奖）
2007第24届最佳着装典礼最佳着装奖（获奖）
2003MTM(Model,Talent,Management)模特儿选拔大赛第二名（获奖）
2003第9届MissBing-grae(微笑小姐)选拔大会第一名（获奖）
韩国福布斯名人榜
20142013年度第35名（获奖）
20132012年度第31名（获奖）
20122011年度第30名（获奖）
20112010年度第36名（获奖）
大众评选类奖项
2014“希望尽快回归电视剧演员”第一名（获奖）
2014“樱花庆典上想牵手同行的明星”第二名（获奖）
2013大韩民国国际青少年电影节最受欢迎女演员（获奖）
2013“Firstlady最适合明星”第二位（获奖）
2013“秋天想一起登山的女艺人”第三位（获奖）
2013大学生们选出的2013年最出色的女演员（获奖）
2013最适合史剧女演员第一名（获奖）
2013大学生们选出的2013年韩国电影的关键词之一（获奖）
2013“韩国年轻女明星中谁是化妆品商新宠儿”第二位（获奖）
2013Focusmaymovie票房号召力问卷调查，女子TOP10第七位（获奖）
2013韩国福布斯名人排行榜第三十一位(女演员中第三位)（获奖）
2013“经纪人们最想一起工作的艺人”第一位（获奖）
2013MBC明星秀票选历代最美明星第二位（获奖）
2013“最想一起去赏樱的演员”第三位（获奖）
2011“最让患者信任的韩医师”第一位（获奖）
2011“微笑美丽的演员”第一名（获奖）
2011“三星电子CF模特人气”第一名（获奖）
2011“最想在年会上看到的艺人”女艺人第一名（获奖）
2011日本调查“韩流人气”投票第三名（获奖）
2010“最具广告效应和号召力的艺人”第一名（获奖）
韩孝周不会像很多女演员一样带着咄咄逼人的架势，那种不具攻击性的样貌与性格很讨人喜欢。
韩孝周凭借《同伊》这部长篇历史剧，实现了自我的突破，从观众眼中的微笑女孩成为演技值得信任的女演员。