朱紫汶自小开始学习钢琴和声乐，2000年毕业于浙江艺术学校音乐系，2001年考入中国人民解放军艺术学院戏剧系本科，2005年毕业。

2005年，参与郭冬临、句号主演的轻喜剧《别活得太累》，自此开始演艺事业。

2006年，在吴倩莲主演的古装历史剧《北魏冯太后》中饰侍奉冯太后的婢女柳叶。

2008年，出演于立清执导的两部谍战悬疑剧《幽灵计划》和《雾都魅影》，分别饰演叶雨蒙和叶雨寒。

2009年，再次出演于立清执导的谍战剧《黑玫瑰》。同年在何政军主演的《心远》中饰演康胜男。

2010年，在抗日谍战剧《敢死队》中饰演焦娇。同年在古装穿越神话剧《女娲传说之灵珠》中饰演南越国大祭司魔音的首席女弟子听琴。9月出演的央视大剧《鄂尔多斯风暴》在鄂尔多斯的成吉思汗陵开机。11月参演章乐斌执导的话剧《非诚勿扰》，在剧中饰演织织。

2011年，在李诚儒自编自导自演的古装宫廷剧《红墙绿瓦》中饰女一号慈禧。同年在台湾导演刘逢声执导的战争年代苦情戏《烽火儿女情》中饰演女二号苏雨彤。9月朱紫汶搭档黄安主持在温州瑶溪举行的狂欢中国嘉年华开幕式。

2007年朱紫汶接替香港主持人曹众出任“温州市旅游形象大使”。

2009年开始朱紫汶担任主要角色的三部谍战大片《雾都魅影》《黑玫瑰》《敢死队》在多家电视台的黄金档轮番播出。剧中朱紫汶对动作场面的出色把握和角色性格的准确刻画，令其“新一代打女”的形象渐入人心，在圈内更是赢得了“内地小杨紫琼”的称号。