全慧彬小时候学过艺术体操。2002年以女子三人组合LUV一员的身份出道，发行了专辑《Story Orange Girl》。2003年，担任MBC综艺节目《天生缘分》的固定嘉宾，因被姜虎东称做“二四转”而走红娱乐圈。

2004年，因与李志勋、姜恩菲主演了丁楚信执导的另类青春性喜剧《梦精记2》，而受到影视圈关注。

2005年5月，担任SBS综艺节目《情书》第二季的固定嘉宾；6月，由韩彩英、赵显宰主演的爱情电视剧《只有你》（《威尼斯恋人》）播出，全慧彬因在剧中饰演韩彩英的妹妹车秀在为大家所熟知。

2006年4月，在爱情喜剧片《我生命中最糟糕的男人》拍摄中因脸部严重受伤，演艺生涯中断；9月中旬，加入KBS2娱乐节目《女杰6》，成为6个MC之一，在关岛复出。

2007年3月，出演了由韩佳仁、在熙主演的SBS水木剧《魔女幼熙》，在剧中饰演聪明诚实的职业女性郑承美；8月，在SBS古装剧《王与我》中饰演雪莹，通过不俗的演技正式变身为演员。

2008年，与宋昌义、李相允、金有美、文成根搭档，出演SBS金曜剧《神的天平》，饰演现实、冷酷的女律师卢世拉。

2009年9月，签约NamooActors公司并首次挑战演绎聊斋剧《2009传说中的故乡》中九尾狐一角，获得观众好评。

2010年2月，参演了音乐剧《单身贵族》；8月7日，出演KBS2TV单幕剧《穿着紫色高跟鞋的死者来了》，饰演女一号李智妍；8月25日，开始了古装动作剧《夜叉》的拍摄，该剧于12月10日播出。

2011年5月7日，由全慧彬主演的SBS TV电视剧《我的爱在我身边》首播，其搭档温朱万，在剧中饰演现代女性赵允静；12月，全慧彬在蔡时那、含恩静领衔主演的jTBC周末剧《仁粹大妃》中饰演了争议人物废妃尹氏，受到好评。

2012年7月，参加了SBS野外挑战实境综艺节目《金炳万的丛林法则IN马达加斯加》的录制。2014年，出演了KBS水木剧《朝鲜神枪手》，饰演对爱情和事业都充满野心的女二号崔慧媛。

2016年5月2日，与文晸赫、徐玄振共同出演的爱情剧《又是吴海英》播出，全慧彬在剧中饰演有着漂亮的外貌的餐饮事业本部TF组长“吴海英”；6月29日，与申敏哲领衔主演的爱情电影《我们恋爱的履历》上映，全慧彬饰演很挑剔但是已经完全过气的女演员“禹妍怡”；9月26日，出演的爱情励志剧《拖旅行箱的女人》首播。

2017年7月24日，与南宫珉、刘俊相、严智苑等联袂出演的现实律政剧《操控》开播。2018年1月10日，随《金炳万的丛林法则》剧组，前往南极拍摄“南极篇”；3月5日，与安偶然领衔主演的爱情喜剧《数字女季淑子》播出。

2019年1月9日，与刘俊相、李诗英、吴智昊等共同主演的电视剧《为何那样，奉尚先生》首播，该剧最高收视率达20.0%。