羅子溢出生于香港，雖然從小就是一個乖乖男，讀書時從未被學校記過，但他小時候偶爾也會調皮，曾因小事被父親用藤條抽打，也被趕出家門，還試過神主牌前罰跪 。羅子溢是在大埔圍村長大的，一大家人住在一棟村屋里，沒什么娛樂，朋友也少，更很少到市區，20歲才學會上網并有第一部電腦 。

2001年，羅子溢從大埔官立中學畢業后，報讀了拯溺銅章課程，于青衣灝景灣會所泳池擔任救生員 。

2006年4月5日，其參演的驚悚懸疑電影《黑夜》上映；同年，與溫雅妍、梁嫈、白梓軒合作主演青春情感劇《過渡青春》。2007年6月21日，其參演的警匪懸疑電影《跟蹤》上映。

2008年4月24日，與江若琳、田原、曾志偉聯袂主演的喜劇電影《六樓后座2：家屬謝禮》首映，在片中飾演個性憨直的古惑仔阿謙 ；同年，根據王朔同名小說改編的劇情電影《一半海水一半火焰》上映，羅子溢在片中飾演女主角麗川的弟弟，與莫小棋飾演一對姐弟 。

2010年，出演林利、王合喜、劉家輝主演的時裝劇《火速救兵》；12月24日，與周秀娜、沈志明、楊梓瑤領銜主演的愛情電影《婚前試愛》首映，在片中擔綱男主角，飾演個性率直的便衣警察阿澤，該片在香港上映期間票房突破了800萬港幣 ；此外，他還出演了傅穎《黑房》的MV。

2011年，與佘詩曼、方力申、陳嘉桓領銜主演愛情電影《人約離婚后》，在片中飾演男二號世杰 ；7月7日，與傅穎、周秀娜、杰西卡·C合作主演的愛情電影《熱浪球愛戰》上映，在片中飾演帥氣多金、身材健碩的男主角Tim ；隨后，與謝婷婷搭檔主演驚悚懸疑電影《猛鬼愛情故事》 ；同年，與關逸揚搭檔主演舞臺劇《我的基本生活》，這是他首次在戲劇作品中嘗試男同性戀的角色 。

2013年1月，其主演的動作電影《古惑仔：江湖新秩序》上映，在片中飾演重情重義的男主角陳浩南 ；隨后，與馬國明、楊怡、吳啟華領銜主演時裝醫務劇《On Call 36小時Ⅱ》 ；同年，與吳鎮宇、張智霖、胡杏兒共同出演時裝劇《沖上云霄Ⅱ》，在劇中飾演飛行學員詹子麟，并憑借該劇獲得新加坡星和無線電視大獎飛躍進步男藝人獎 。

2014年1月31日，由甄子丹、周潤發、郭富城領銜主演的神話動作電影《西游記之大鬧天宮》上映，羅子溢在片中飾演李靖的次子、哪吒的二哥木吒；同年，與沈震軒、蔡思貝、米雪領銜主演時裝愛情劇《沖線》，在劇中飾演為人隨和又重情重義的男主角游達 ；之后，與郭富城、鞏俐、馮紹峰、小沈陽領銜主演魔幻動作電影《西游記之孫悟空三打白骨精》，在片中飾演受觀音菩薩點化而保護唐僧西天取經的沙僧 ，該片于2016年2月8日上映，并取得了12.01億元人民幣的票房成績 ；10月19日，其主演的警匪劇《飛虎2》首播，在劇中飾演飛虎隊攻擊手俞學禮。

2015年3月27日，與鄭中基、何超儀聯袂主演的懸疑電影《第七謊言》上映，在片中飾演表面上循規蹈矩、卻擁有不為人知的秘密的司機阿桑 ；同年，與黃燦燦、嚴禹豪合作主演根據明曉溪同名小說改編的青春愛情電影《泡沫之夏》，在片中飾演冷酷又不失溫柔的男主角歐辰，該片于2016年7月21日上映 ；此外，他還憑借電視劇《沖線》獲得2015萬千星輝頒獎典禮最佳男主角獎的提名 。

2016年，與王陽、朱銳、羅嘉良聯袂主演警匪懸疑網絡劇《無間道》，在劇中飾演處事圓滑、心思縝密的男主角韋峻軒 ；同年，與郭富城、馮紹峰、趙麗穎領銜主演魔幻喜劇電影《西游記之女兒國》，在片中飾演唐僧的三徒弟沙僧 。

2017年1月，參加愛奇藝綜藝節目《大牌對王牌》的錄制 ；6月，隨電影《西游記女兒國》劇組一同參加微博電影之夜 。2019年9月20日，與任達華、梁詠琪、楊采妮聯袂主演的劇情電影《小Q》上映，他所飾演的Simon是名導盲犬訓練師，負責訓練導盲犬 。

2020年1月1日，與劉憲華、何潤東等人合作主演的動作冒險電影《征途》上映 ；10月19日，與張曦雯、韋家雄聯合主演的時裝喜劇《木棘證人》播出，他在劇中飾演的是身為警察的男主角高力基 。

2021年1月25日，《陀槍師姐2021》在香港翡翠臺和騰訊視頻播出，他在劇中飾演劉達華 。10月18日，在播出的電視劇《星空下的仁醫》里飾演文栢熙。 2021年12月30日，羅子溢參演的港風家族劇《家族榮耀》宣布定檔2022年1月4日。

2022年1月7日，羅子溢參演《婚后事》。

羅子溢小學四年級時暗戀過女生，他真正的初戀發生在15歲，對方是他的同學，不過他沒膽表白，后在朋友的幫忙傳話下而間接促成了戀情，但僅維持一個學期便無疾而終 。

2010年6月，羅子溢與傅穎因合作拍電影而傳出緋聞。2011年8月，羅子溢與傅穎分手；11月，羅子溢與比其年長5歲的女演員楊茜堯（原名楊怡）的戀情曝光 。

2012年9月20日，羅子溢與楊茜堯正式承認戀情 。2016年3月22日，羅子溢與楊茜堯在英國肯特郡利茲普城堡（Leeds Castle）拍攝婚紗照 ；10月2日，與楊茜堯在香港補辦喜宴，并正式注冊結婚 。

2020年4月22日，羅子溢與楊茜堯的女兒羅翊心（Hera，小名珍珠）出生 ；10月26日，宣布將名字由羅仲謙改為羅子溢，其妻子楊怡則改名為楊茜堯 。

2021年12月15日，楊茜堯秘密生子，母子平安，湊成一個“好”字 。

2009年12月7日，羅子溢參加慈善公益節目《歡樂滿東華》，并為東華籌得30多萬元善款 。2012年6月24日，參加仁愛堂慈善演唱會，為教育基金籌款。

2015年4月23日，參加第六屆“飛上云霄”計劃，作為活動大使，帶領一眾小學生登上客機，參觀航空設施，并學習航空知識及飛行經驗 。

羅子溢有著四十吋的胸肌及不羈的外形，不僅生得好看，而且人又聰明 。羅子溢具有出色的演技，擁有好身材的他，在影視作品中脫衣有肉、穿衣顯瘦，顏值加實力兼具的他，用一股“man帥風”征服了觀眾 。在電視劇《On Call 36小時》中，羅子溢健碩的身形，與西裝筆挺的醫生形象格格不入，他也因此被稱作為“變形俠醫” 。羅子溢的演技扎實，無論外形還是其他方面都很符合《無間道》劇中主角亦正亦邪的硬漢形象 。雖然羅子溢在電影《古惑仔》中扮演陳浩南，但他在生活中卻沒有古惑仔的叛逆和痞氣 （鳳凰網、網易、新浪、梁家樹、騰訊評）。