Après avoir obtenu son baccalauréat, elle poursuit ses études au Conservatoire national supérieur d'art dramatique (CNSAD) à Paris, où elle obtient son diplôme en 2001. C'est à cette époque qu'elle débute sur les plateaux de télévision et de cinéma, interprétant des rôles dans plusieurs productions françaises telles que "Les Cordier, juge et flic", "Plus belle la vie" et "L'Affaire du courrier de Lyon".
En 2006, Astrid Bodin fait une apparition remarquée à la télévision dans le feuilleton "Maison close", qui est adapté de l'œuvre de Victor Hugo. Cette performance lui vaut de gagner le prix de la meilleure actrice révélation au Festival de la fiction TV de La Rochelle.
En 2010, elle se fait remarquer du grand public en jouant le rôle principal dans le film "Le Jour où je ne suis plus là ", dirigé par Stéphane Clavier et adapté du livre d'Emmanuel Carrère. Cette performance lui vaut de gagner le prix de la meilleure actrice aux Césars 2011, la plus haute récompense cinématographique française.
En 2015, Astrid Bodin joue dans la pièce "Le Bateau ivre" de Samuel Beckett à la Comédie-Française, qui lui vaut d'être saluée par la critique pour sa performance exceptionnelle. Elle continue de travailler au cinéma et à la télévision, interprétant des rôles dans des productions françaises telles que "Marseille" et "La Mante religieuse".
Astrid Bodin est également connue pour ses engagements humanitaires. Elle soutient plusieurs associations caritatives et s'engage notamment contre la violence faite aux femmes. Elle est également très active sur les réseaux sociaux, où elle partage régulièrement ses pensées et son engagement.