2000년, 고등학교 2학년 때 패션잡지를 보다가 '내가 더 잘할 수 있을 것 같다.'라는 생각에 모델 학원에 접수했다고 한다. 이후 고등학교를 졸업하고 2003년에 리바이스의 카탈로그 모델로 데뷔했다.

2005년 KBS의 드라마시티 '오! 사라'를 통해 배우 데뷔 후, KBS의 '러브홀릭' 주역으로 발탁되었다. 당시 '김민선'으로 활동하던 김규리가 여주인공이었고 유인영은 서브 여주인공 역을 맡았다. 이듬해 '눈의 여왕'에서도 주역으로 캐스팅 되었다. 당시 방영 전 언론 보도에는 마치 현빈과 함께 주인공인 것처럼 오보가 되기도 했었다.

CF모델 시절부터 외모로 주목을 받았고, 이 덕분에 방송계 데뷔도 빠른 속도로 이룰 수 있었다.

평소 '멋진 여성'에 대한 욕구가 있는 여성 팬들 사이에서도 인기가 있다. 기황후의 연비수 역이나 별에서 온 그대에 한유라 역으로 출연할 당시의 숏컷 스타일을 보면 톰보이 컨셉도 잘 어울린다는 평가. 일례로 기황후의 연비수 역은 원래 단발성 출연이었지만, 왕유와의 전쟁이 끝난 후 시청자의 성원으로 연비수 역은 조연 위치로 올라서 지속적으로 출연하게 되었다. 막연하게 차도녀 이미지로 유인영을 기억하고 있던 시청자들 입장에서는 새로운 면모를 보게 되었고, 유인영 본인의 연기 스펙트럼도 넓어지는 계기가 되었다.

2008년에는 엠투엠의 새까맣게 뮤직비디오의 여주인공으로 나왔으나, 지나치게 무서운 내용 덕에 방송에는 몇 번 타지도 못하고 그대로 잊혀진 작품이 되었다.

2015년 개봉한 베테랑에서 유아인이 분한 조태오의 숨겨둔 연예인 애인 다혜 역으로 출연해, 임신 사실을 알렸지만 조태오에게 버림 받는 입장을 연기했다.[9] 1300만 관객을 돌파한 영화의 인기와 함께, 영화계에서 유인영을 스크린 배우로서 새롭게 인식하는 계기가 된다. 그동안 예쁜 역할만 맡는다고 인식되던 유인영이 거의 무명에 가까운 배역으로 나와 온갖 수모를 겪는 모습을 보여주어 신선한 충격을 주었다. 드라마 별에서 온 그대에 출연할 당시 한유라 역으로 어느 정도 시청자들에게 눈도장을 찍기는 했지만, 영화 베테랑을 통해 조금 더 배우다운 연기를 펼칠 수도 있는 사람이라는 가능성을 보여주었다.