정유미는 2000년 뮤지컬 단역으로 연기 활동을 시작해 2004년 KBS2 드라마 《애정의 조건》으로 정식 텔레비전 연기자로 데뷔한 배우다. 2010년 《동이》, 2011년 영화 《너는 펫》, SBS 드라마 《천일의 약속》, 2012년 《옥탑방 왕세자》 등 다수의 작품에 출연하며 이름을 알리기 시작했다. 2013년 SBS 드라마 《원더풀 마마》로 주연 배우로 거듭났으며, 2014년 MBC 드라마 《엄마의 정원》과 영화 《터널 3D》로 여주인공으로서의 입지를 확립했다. 2015년에는 JTBC 《하녀들》과 SBS 《육룡이 나르샤》 등 시대극에도 활약했으나, 이후 장기간 활동을 중단했다가 2023년 특별출연을 거쳐 2024년 티빙 오리지널 시리즈 《우씨왕후》로 복귀했다. 같은 이름을 가진 동명이인 배우와의 지속적인 혼동으로 인해 많은 불편함을 겪었으나, 개명하지 않고 본명으로 활동을 이어가고 있다. 2024년 우씨왕후에서 우순 역을 맡았다. 2023년 셀러브리티에서 황유리 역을 맡았다. 2018년 프리스트에서 함은호 역을 맡았다.