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梁朝偉由於早年父親好賭又酗酒其母在勸不住的情況下與梁朝偉父親離婚,於是梁朝偉及妹妹都由母親獨自撫養成人。1982年加入無線電視藝員訓練班,成為一名電視演員(據梁朝偉的說法,他原本對演藝圈並無興趣,是因為受到友人周星馳的慫恿才報名參加徵選。沒想到梁朝偉一試即中並迅速走紅,而周星馳則等待了約八年之久才成名。)梁朝偉一開始主持兒童節目《430穿梭機》,第一部正式演出的劇集為《香城浪子》,並於該劇開始受到矚目。且透過《鹿鼎記》、《新紮師兄》和《絕代雙驕》等電視連續劇逐漸出名,而與湯鎮業、黃日華、苗僑偉、劉德華有「無綫五虎將」之稱號。但他並不挶限於喜劇片,在之後的《悲情城市》(1989)、《喋血街頭》(1990) 等電影的表演中有多面表現。
早期的梁朝偉喜劇片多於文藝片,他當時與周星馳、張學友、梁家輝並列爲香港喜劇演員中的佼佼者,其中他與張學友在1990年代初期曾合作過很多膾炙人口的經典喜劇片。他和張學友的電影大多數來自于王家衛以及劉偉強等導演,而周星馳在早期的電影幾乎都爲王晶導演作品。
梁朝偉曾和王家衛合作多部影片。他分別出演《重慶森林》(1994) 中一名孤獨的巡警,《東邪西毒》(1994) 中一名盲劍客,《春光乍洩》(1997) 中與已故港星張國榮合作,飾演一名同性戀者之後,終於憑藉在《花樣年華》(2000) 中的出色演繹榮獲了法國坎城影展最佳男演員獎。梁朝偉還在張藝謀的武俠電影《英雄》(2002)中出演一名刺客。同年,他在《無間道》中扮演一名臥底於黑幫中的警察,與劉德華的對手戲也十分完美。2004年,他又同王家衛合作《2046》,並參加坎城影展。2008年,偉仔再次與吳宇森合作,在《赤壁》中飾演美周郎周瑜。
梁朝偉拍戲的特色是一雙憂鬱滄桑的眼睛,被香港傳媒稱之為「電眼」,與另一影星金城武的路線相近,亦因而吸引了不少女影迷。這相信是由於梁朝偉於幼年時成長得不快樂,以致性格內向且悲觀。這在拍攝《無間道I》時尤為明顯。2006年電影《傷城》導演曾要求梁朝偉戴上眼鏡以讓觀眾能夠專注他的演技,讓觀眾知道梁朝偉不是只懂得用眼睛來演戲的,然而即使戴上眼鏡的梁朝偉,雙眼依然是充滿了滄桑。