白歆惠1982年生於臺北，擁有四分之一日本血統，先後就讀於崇光女中、世新大學行政管理學系，她的父親是已經退休的中國電視公司資深職員白國嘉，白歆惠在被凱渥模特公司發掘訓練之後，以年輕靚麗的外型出道娛樂圈，1999年，十七歲的白歆惠便被臺灣凱渥模特經濟公司發掘出道娛樂圈，之後六年白歆惠主要擔任凱渥模特公司的專屬模特。
2005年，白歆惠出演了個人的首部影視作品，她與林依晨，鄭元暢、汪東城合作出演了根據同名日劇改編的愛情偶像劇《惡作劇之吻》，白歆惠在劇中飾演了開朗率性的白惠蘭。 2006年，白歆惠與明道、蔣怡、杜德偉聯袂主演了都市言情劇《天使情人》，並在劇中飾演了性格迷糊但心地善良的女主角黎希艾
2008年，白歆惠與陳喬恩、阮經天、陳楚河共同主演都市愛情劇《命中註定我愛你》，白歆惠在劇中飾演了自信堅強的石安娜 [7] 。 2009年，白歆惠又在與戴君竹、廖語晴、李佳豫合作主演的偶像長劇《閃亮的日子》中飾演了女主角方以安，白歆惠也憑藉在此劇中的表演獲得了臺灣電視金鐘獎戲劇類最佳女主角提名 [8] ；同年，白歆惠還與陳夙雰、楊慶煌、江美玲共同出演年代情感劇《蘭心飄芳》
2011年，白歆惠與陳意涵、崔始源、李東海共同主演了根據日本漫畫改編的中日韓三國合拍劇《華麗的挑戰》，劇中白歆惠飾演了外形亮麗且過目不忘的江南琴 [11] ；同年，白歆惠又與吳中天、寇世勳、卓文萱合作主演了抗戰偶像劇《勇士們》，白歆惠在劇中飾演了抗日名將張自忠的夫人李敏惠 [12] ；此外，白歆惠還與梁正群、康丁、陶傳正共同主演了電視電影《溫暖的憂傷》。
2012年，白歆惠與溫升豪、莊凱勳、海倫清桃合作主演了現代情感電影《候鳥來的季節》，並在片中飾演了女主角朱含櫻 [13] ；同年，白歆惠還在與梁赫群、徐愛心、趙駿亞共同主演現代愛情劇《陽光正藍》中飾演了機智成熟的女主角李美涓
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