1990年5月30日，林允兒出生于韓國的首爾市永登浦區汝矣島洞，中學時期在大永高等學校就讀。
2002年，她參加韓國SM娛樂有限公司在首爾市舉辦的Saturday OpenCasting Audition試鏡會，獲得甄選合格。在此次選秀會中，林允兒被SM娛樂有限公司發掘，進入該公司當練習生。2006年，成為東方神起第一場演唱會的嘉賓。
2007年7月14日，由秀愛、李廷鎮、李泰成等領銜主演的浪漫愛情喜劇《9局下2出局》播出，林允兒在劇中客串出演，這是其首次出演影視劇；8月3日，隨組合少女時代發行單曲專輯《再次重逢的世界》；8月5日，以女子團體少女時代成員名義出道；11月1日，隨組合少女時代正式發行第一張同名專輯《少女時代》。
2008年，與樸載正、孔賢珠、李必模等共同主演了由金明旭執導的家庭情感劇《你是我的命運》，林允兒在劇中飾演性格開朗善良的孤兒“張世碧”，這是她首次擔任電視劇女主角，該劇首集收視率達23.4%，大結局平均收視率達42.9%，連續14周蟬聯韓國收視冠軍，林允兒也憑借該劇獲得了第45屆韓國百想藝術大賞電視劇類最佳新人女演員獎和人氣女演員獎。
2009年1月7日，隨組合少女時代推出首張迷你專輯《Gee》；4月15日，與權相佑、韓銀貞、宋昶義等人聯袂主演的勵志愛情劇《乞丐變王子》首播，林允兒飾演夢想成為設計師的“徐宥珍”，憑借該角色獲得了第46屆韓國百想藝術大賞電視劇類人氣女演員獎；6月29日，隨組合發行第二張迷你專輯《Genie》。
2010年1月25日，林允兒加入SBS綜藝節目《家族誕生2》，擔任固定主持人；1月28日，隨組合發行第二張專輯《Oh!》，該專輯獲得了第25屆金唱片大賞唱片本賞、唱片大賞及人氣賞；9月8日，隨組合發行首張日語單曲《GENIE》在日本出道；10月27日，隨組合發行第三張迷你專輯《Hoot》。
2011年6月，隨組合發行首張日文專輯《Girls Generation》；10月19日，隨組合發行第三張正規專輯《The Boys》；12月24日，林允兒與申東燁、李志愛共同在KBS演藝大賞頒獎典禮中擔任主持人；12月29日，與李勝基、宋智孝合作主持了SBS歌謠大賞。
2012年1月31日，隨組合首登美國脫口秀節目《大衛深夜秀》，宣告正式進軍美國市場；3月26日，搭檔張根碩主演的愛情劇《愛情雨》首播，林允兒在劇中分別飾演清純女大學生“金允熙”和明朗柔軟還有點啰嗦的少女“鄭夏娜”。
2013年1月1日，隨組合發行第四張正規專輯《I Got A Boy》；12月9日，與李凡秀、尹施允、蔡貞安等聯袂主演的愛情劇《總理和我》播出，林允兒出演大韓民國三流演藝雜志代表“南多貞”，憑借該角色獲得了KBS演技大賞迷你系列劇女子部門優秀演技賞。
2014年2月24日，隨組合發行迷你專輯《Mr.Mr.》；12月9日，隨組合少女時代在東京巨蛋舉行“少女時代 The Best Live”演唱會。
2015年5月21日，開始隨少女時代出演真人秀節目《Channel少女時代》；8月20日，隨組合發行第五張正規專輯《Lion Heart》；12月5日，參加了在中國北京舉行的“尖叫2016愛奇藝之夜”，并代表組合少女時代領取了亞洲最佳組合和年度音樂大獎；12月31日，與金成柱攜手，擔任了MBC歌謠大賞主持人。
2016年3月11日，林允兒公開首張個人單曲《德壽宮石墻路的春天》；4月3日，與林更新、金楨勛、賈青等領銜主演的古裝劇《武神趙子龍》首播，林允兒在劇中分別飾演了面貌嬌美，家境優越又不諳世事的“夏侯輕衣”和性格直爽，驕縱跋扈又俠肝義膽的“馬玉柔”，這是其首次來中國拍戲；8月3日，她的個人首張中文數字專輯《Blossom》發行；9月23日，與池昌旭、宋允兒、趙成夏等聯合主演的動作愛情劇《THE K2》首播，林允兒在劇中飾演有嚴重社交恐懼癥的“高安娜”；11月28日，參加《My smtown》演唱會；12月7日，主持了韓國女性電影人頒獎禮。
2017年1月18日，與玄彬、劉海鎮、金柱赫等共同主演的動作電影《共助》上映，林允兒飾演沒錢、沒工作、沒男友，但卻樂觀且自信心爆棚的“樸敏榮”，并由此獲得了第53屆韓國百想藝術大賞電影部門最佳人氣女演員；7月17日，其領銜主演的古裝愛情劇《王在相愛》首播，她在劇中飾演的則是性格奔放灑脫，猶如草原上一匹駿馬的高麗首富之女殷珊；8月7日，隨組合發行第6張正規專輯《Holiday Night》。9月8日，公開單曲《You Are My Star》。10月12日，擔任第22屆釜山電影節開幕式主持；11月14日，獲得了第2屆Asia Artist Awards演員部門人氣賞。
2018年3月，獲得第12屆亞洲電影大獎飛躍新星獎；8月，與組合少女時代成員金泰妍、權俞利、李順圭、金孝淵組成5人小分隊少女時代-Oh！GG；11月28日，林允兒獲得了亞洲明星盛典亞洲時尚獎。
2019年5月30日，發布個人特別專輯《A Walk to Remember》。10月4日，在釜山舉行的亞洲之星大賞上獲得了“Face of Asia Award”大獎；11月26日，林允兒在亞洲明星盛典上獲得了演員部門“Best Social Artist”和“AAA Beat Artist”獎。
>戀情
2013年9月，林允兒與李勝基開始交往。2014年1月，兩人戀情曝光，2015年兩人宣告分手。
學業
2009年，林允兒畢業于大永高等學校；同年2月26日，她參加大學入學測驗，被東國大學戲劇電影學系錄取。
2007年11月1日，林允兒與組合成員一起推出的“少女時代三角壽司”在韓國3800個零售點出售，所得利潤全部捐贈給社會福利基金會，到12月初，金額達1000萬韓元。
2008年，林允兒開始助養非洲的貧困兒童；3月8日，與組合成員共同參加了以“把愛送到泰安，把希望送到大海”為主題的演唱會，該演唱會的全部收入都捐贈給泰安海邊居民，以幫助他們重建家園。
2009年6月7日，林允兒與組合成員一起被委任為“2009仁川世界城市慶典”宣傳大使；8月11日，林允兒與組合成員共同為腦腫瘤女孩崔慧媛舉行了特別的生日派對，還與她一起乘坐直升機和海洋警察軍艦移動，還送給她書，折紙集和筆記本等生日禮物，希望她能早日康復。
2011年8月19日，林允兒與組合成員一起被任命為“2010-2012年韓國訪問年觀光大使”。2014年，林允兒被聯合國兒童基金會韓國委員會委任為宣傳大使；9月17日，出任韓國東國大學形象宣傳大使。
2015年初，林允兒受到韓國社會福祉共同募捐會邀請加入了高額捐贈者團體Honor Society；3月3日，在韓國第49次納稅人之日活動上，林允兒因誠信納稅獲得了總統表彰，并被選為國稅廳宣傳大使；10月，參加了在中國北京舉行的“中國綠色自行車公益騎行活動”。2018年11月初，林允兒受邀出任第三屆澳門國際影展明星大使。2019年2月為參加在紐約舉行的時裝秀而從仁川機場啟程飛往了美國。
2013-12-31 KBS演技大賞迷你系列劇女子部門優秀演技賞總理和我
2013-12-31 KBS演技大賞最佳情侶獎總理和我
2012-12-31 KBS演技大賞網友票選人氣獎愛情雨
2008-12-31 KBS演技大賞女子新人獎你是我的命運
2008-12-31 KBS演技大賞網友票選人氣獎你是我的命運
2019-12-03 COSMO時尚美麗盛典傳承·夢想”年度人物
2014 韓國整形醫生選出idol黃金比例臉成整容模版一位
2013 青少年最喜愛的化妝品代言人一位
2013 青春娛樂網票選2013亞洲十美第一名首美
2013 韓媒票選出亞洲最美女神一位
2012 韓國女團吸金能力一位
2012 雅虎印度尼西亞最受歡迎韓星一位
2011 自然美人排行三位
2011 演藝界最自然美人一位
2011 最適合穿軍裝的女藝人一位
2011 想保護的小鹿般的女孩一位
2010 最受日本粉絲喜愛少女時代成員一位
2010 與華麗的春景最為搭配的歌手一位
2010 微笑最美的人第一位
2010 最想成為的擁有鵝蛋臉的明星一位
2009 韓國學士中心評選的“笑容最美的女明星”二位
2017 第53屆韓國百想藝術大賞電影類最佳人氣女演員獎共助
2017 第53屆韓國百想藝術大賞電影類最佳新人女演員獎共助
2014 第50屆韓國百想藝術大賞電視類最佳人氣女演員獎總理和我
2013 第49屆韓國百想藝術大賞電視類最佳人氣女演員獎愛情雨
2010 第46屆韓國百想藝術大賞電視類最佳人氣女演員獎乞丐變王子
2009 第45屆韓國百想藝術大賞電視類最佳新人女演員獎你是我的命運
2009 第45屆韓國百想藝術大賞電視類最佳人氣女演員獎你是我的命運
2019 第40屆韓國電影青龍獎最佳女演員獎極限逃生
2017 第38屆韓國青龍電影獎最佳新人女演員獎共助
2018 第12屆亞洲電影大獎最佳新演員獎共助
2018 第12屆亞洲電影大獎飛躍新星獎
2018-10-30 韓國電視劇盛典紅毯人氣獎你是我的命運