吕润桐从小爱好文艺,尤其喜欢唱歌跳舞,她最初的梦想是当一名舞蹈演员。在家乡的一所舞蹈中专学习期间,她被成都少儿艺术团选中,出演校园音乐剧《青春时光》,这部剧让她萌生了学习音乐剧表演的想法。2006年,吕润桐以专业第一名的成绩考入北京舞蹈学院音乐剧系,师从青年歌唱家、音乐剧系教师
訾娟学习音乐剧演唱。
2009年10月,吕润桐主演改编自
金庸小说《
天龙八部》的音乐剧《英雄》,饰演女主角阿朱,从而引起业内关注;12月,在百老汇音乐剧《
狮子王》中文版中饰演女主角娜娜。2010年2月,吕润桐在母校举行个人毕业音乐会;3月,出演了原创音乐剧《
蝶》中的女主角祝英台;同年,通过演员选拔被导演卓依·马可尼里选中出演原创音乐剧《
爱上邓丽君》,在剧中饰演具有歌唱天赋的单纯女孩咪咪。
2011年,吕润桐出演了音乐剧《
杜拉拉升职记》中的女主角杜拉拉;同年,她凭借《爱上邓丽君》和《杜拉拉升职记》这两部作品获得广东省第十届艺术节最佳新秀奖。2013年,主演为纪念诗人
海子逝世23周年的音乐诗剧《
走进比爱情更深邃的地方》;同年,在亲情音乐剧《
妈妈再爱我一次》中饰演美伊一角。
2015年,主演由
樊冲创作的音乐剧《
狂奔的拖鞋》,在剧中饰演青春活力的女主角苏夏;同年,主演以同名小说为灵感的原创音乐剧《
一千个春天》,饰演战地记者陈香梅。2016年,出演童话主题超维度戏剧《
彼得潘的冒险岛》;同年,凭借音乐剧《狮子王》选段《影子大地》获得首届音乐剧学院奖元培奖。
2017年,主演由
成龙监制、
周文军执导的音乐剧《
我是成龙》,其饰演的女主角是一位靠洗衣服为生的中年母亲;主演原创音乐剧《牵手》,在剧中饰演出身金银彩绣世家的张燕萍;此外,她还主演了话剧《
青春禁忌游戏》。
2018年5月,吕润桐受邀参与录制CCTV群体音乐互动节目《
歌声与微笑》;同年,主演百老汇音乐剧《拜访森林》中文版,饰演面包师的妻子一角;此外,她还参演了音乐喜剧《时光旅行局意外事件》,在剧中饰演歌手夏米可。
2019年3月,与
张新成搭档主演原创音乐剧《Ta不见了》,吕润桐饰演姐姐周圆;5月,在音乐喜剧《隐婚男女》中饰演都市白领张静宜;11月,主演悬疑音乐剧《水曜日》(Black Mary Poppins)中文版,其饰演的三妹Anna,温柔的外表下藏匿着巨大的伤痛;12月,主演改编自同名小说的科幻音乐剧《献给阿尔吉侬的花束》中文版,在剧中饰演外柔内刚的研究员爱丽丝·纪尼安。
2020年1月,吕润桐宣布参加百老汇音乐剧《
变身怪医》中文版的全国巡演,在剧中饰演酒吧舞女Lucy;8月,主演原创音乐剧《
马不停蹄的忧伤》,其饰演的女主角林宝笙因等待真爱而冻龄在年轻时代;同年,出演革命历史题材音乐剧《
觉醒年代》。
在个人音乐会上,吕润桐娴熟地运用多种语言演唱了音乐剧中的片段,充分展示了她作为一名专业音乐剧演员在歌唱、舞蹈、表演方面的综合能力。她在音乐剧《英雄》中的表演朴实自然,在音乐剧《爱上邓丽君》中则以深情醇厚的歌声打动了观众。而在音乐剧《我是成龙》中,吕润桐颠覆以往扮演一位中年母亲,在形象和音色的塑造上成功地饰演了该角色。舞台上她每一处情感的动容,每一个节奏、每一个音符的精准,每一段舞步的娴熟,都做到极致。舞台形象平凡而有力。声色塑造既有年龄感又不过于沧桑,既柔软又不失张力,情感起伏自然真切,字字入心,充分地体现出她的演唱功力,是一位不可多得的“职业音乐剧演员”(新浪娱乐、网易娱乐综合评)。