黄霄雲出生于贵州省黔南布依族苗族自治州罗甸县龙坪镇的一个音乐家庭，在很小的时候就表现出了较好的音乐天赋。牙牙学语时期，跟着电视机里播放的歌曲，就能哼得出正确的曲调，2岁起便开始学习架子鼓，随后在她父母参与组建的乐队“乐万家”中担当鼓手；此后又学习弹奏钢琴和古筝。在之后的数年时间内，她每年皆有参加贵州当地的歌唱比赛，并取得良好成绩。她在读初三时，为了考取中国音乐学院附属中学，每逢周末便前往贵阳学习美声唱法。
2011年，她与父母共同参加CCTV-3家庭才艺展示节目《欢乐一家亲》在黔南州举办的选拔赛，获得一等奖，并被贵州省妇女联合会选送至央视参加选拔；6月，参与了该节目及“千家万户的祝福——庆祝中国共产党成立90周年”专题节目的录影。2013年，她参加贵州省第六届“贵青杯”歌唱比赛，并获得金奖；同年，考入中国音乐学院附属中学，学习美声唱法。2014年，参加“中国音乐学院附中好声音歌手大赛”，获得一等奖。
2015年，为EXO边伯贤演唱应援歌曲《沦陷》；同年，参加浙江卫视歌唱选秀节目《中国好声音第四季》，盲选时以一首萧敬腾的《你》加入汪峰队；经过多轮淘汰赛，最终获得汪峰组四强、全国16强；期间，她还参加了《中国好声音》衍生节目《约吧好声音》、《重返好声音》的录制；10月1日，参加“西岸加多宝中国好声音音乐节”，并现场演唱了《你》；10月7日，浙江卫视直播的《中国好声音第四季》总决赛中，黄霄雲与48强学员合唱《我爱你中国》作为开场曲；10月8日，出席在北京举办的《中国好声音第四季》毕业典礼，并接受十大音乐制作人老师颁发的毕业证书。
2016年，与马瑞男、苏诗丁、孙天宇联袂主演青春校园网络剧《薛定谔的猫》，在剧中饰演爱美、爱唱歌、梦想成为歌星的艾晓欣，这是她的首部影视剧作品；12月29日，参演黔南州第十届旅游发展大会山水实景演出《灵水玉梦》，在其中演唱歌曲《冬之罗甸》。
2017年2月14日，参与《法制晚报》直播访谈节目《红me坊》；7月，出演网络剧集《少年有点酷》，仍饰演“艾晓欣”；12月14日，发行首支个人单曲《征战》，这是她第一次在歌曲中尝试rap元素；12月31日，发行第二支个人单曲《还可以爱吗》。
2018年5月7日，推出个人单曲《打开》，该歌曲为黄霄雲亲自作曲并参与编曲；8月22日，为电影《请把生命交给我》演唱的主题曲《我要为你敞开胸膛》上线；同年，参加“唱响新时代，放歌新未来”多彩贵州歌唱活动，获得黔南赛区美声歌唱组一等奖及通俗歌唱组二等奖、贵州省美声歌唱组优秀奖；9月16日，黄霄雲演唱的歌曲《故乡》获得大连原创歌曲大赛三等奖；11月2日，获得中央音乐学院校园歌手大赛冠军；12月3日，获得“美丽延庆，精彩世园”——“百花争延”首都高校大学生歌手大赛冠军；同月，以“素人歌手”身份参演浙江卫视励志音乐竞技真人秀节目《梦想的声音第三季》，并获谭维维按下“天使按钮”。2019年1月11日，参加浙江卫视《梦想的声音第三季》巅峰歌会；5月4日，其参加的《我们都是追梦人—— “五月的鲜花”全国大中学生文艺会演》在CCTV-1播出，演唱歌曲《不忘初心》；5月14日，为都市悬疑剧《七日生》演唱的插曲《来自火焰谷的情书》正式上线；5月19日，与严艺丹、文兆杰等人担任2018-2019年度北京大学十佳歌手大赛的表演嘉宾；8月18日，与部分《中国好声音》学员参与金华山鹿女湖国际音乐节的演出；8月28日，发行的单曲《消散》上线；9月20日，获得百度第一届“音你成名”音乐比赛季军，并演唱作品《Sad Sometimes》；11月12日，参加的湖南卫视全民音乐互动节目《嗨唱转起来》第6期播出，节目中演唱了歌曲《也许明天》《倒数》。
2020年1月19日，代表中央音乐学院参与浙江卫视音乐教育实践节目《新声请指教》，与钱正昊合作演唱《心墙》；2月，为动画短片《伴羽人》演唱的主题曲《更漏子》发布；2月7日，以奇袭歌手身份参加的湖南卫视音乐竞技节目《歌手·当打之年》播出，演唱《少年他的奇幻漂流》挑战毛不易并奇袭成功；4月12日，参加 的浙江卫视音乐励志类节目《天赐的声音》第7期播出；4月23日，发行个人单曲《旁若无人》；5月10日，参演了由高晓松策划的“相信未来”在线义演之“未来有约专场”的演出；5月13日，参加电商带货真人秀节目《爆款来了第二季》，并演唱了该节目的同名主题曲《爆款来了》；5月22日，推出个人单曲《和从前的自己相遇》；6月22日，推出个人单曲《四季与你》；9月8日，为电影《海雾》演唱的推广曲《迷途》上线；11月6日发行个人单曲《时间折叠》；11月15日，参加的江苏卫视音乐猜评节目《蒙面唱将猜猜猜第五季》播出，其代号为“爱许愿的花仙子”，并演唱了歌曲《她》；11月16日，发行首张个人音乐专辑《黄霄雲的neverland》；12月31日，加盟北京卫视2021跨年演唱会，与李琦合作演唱歌曲《爱的主打歌+不怕不怕+Lydia》。
2021年1月15日，推出个人单曲《星辰大海》；2月，与段奥娟、王弦、戴燕妮四人组成“怀旧组合”加盟江苏卫视春节联欢晚会；2月26日，受邀参加2021江苏卫视元宵荔枝灯会。
艺考时的黄霄雲
黄霄雲父母均是音乐教师，父母都是比较爱好音乐的人，父亲以前是一名音乐老师，经常给即将艺考的学生们辅导，或许是因为从小耳濡目染，对于音乐，她有着很大的兴趣。2016年，她首次参加普通高等学校招生全国统一考试，却以几分之差未能考上中央音乐学院。2017年，她参加普通高等学校艺术类专业招生统一考试，报考了中央音乐学院、中国传媒大学等5间院校，并再次参加高考，最终被中央音乐学院录取。
黄霄雲
黄霄雲童颜巨肺、古灵精怪，她的唱功成熟，完全不像小孩子。黄霄雲的声音力量很不错，具有扎实的专业功底、漂亮清透的嗓音。她的音色宽厚而具有层次感，扎实而不失爆发力。黄霄雲的演唱很专业，技巧与情感并存，擅长抒情路线。在演绎歌曲《还可以爱吗》时，黄霄雲用细腻饱满的嗓音唱出了一段感情即将走到尽头时的不甘放手却也无力改变，令人动容。她用干净通透、充满张力的声线吟唱出了一段苦涩伤感的爱情故事，惹人怜惜。在演唱歌曲《星辰大海》时，黄霄雲的声音温柔却不失力量，如同大海中的汹涌浪潮，一波又一波地奔涌而来（网易、新华网、袁娅维、腾讯、搜狐、凤凰网评）。