齐纪深出生于北京市海淀区，从小受到文艺与体育的熏陶，学习小提琴与黑管，参加过校内外各种演出，还曾入选校田径队，跳高项目曾获国家二级运动员称号，之后正式进入演艺圈。

2014年主演现代军旅题材电影《浪花岛之恋》，在剧中饰演方红兵。

2015年出演革命历史电视剧《彭德怀元帅》。同年出演电影《血色烽烟》，在剧中饰演金柱。

2016年4月，主演电影《斗鼓》，在剧中饰演四六；同年6月，出演由陈力执导的电影《血战湘江》，在剧中饰演伍修权；同年8月，与程琤、万思维、王姬合作主演的电视剧《女兵突击》，在剧中饰演高飞；同年11月，主演由高成岗执导的古装电影《冒牌镖师》，在剧中饰演大反派金三。

2017年1月，出演由和小江执导的电影《天福山起义》，在剧中饰演王亮；同年3月，与张明健、李君峰、吴其江合作主演的电视剧《一马三司令》，在剧中饰演邵佳恩；同年7月，与李槐龙、祝新运等合作主演的电影《盲侠》，在剧中饰演马三；同年10月，与邢昭林、菅韧姿合作主演的古装剧《问天录》，在剧中饰演月莽。

2018年出演电影《无问西东》，饰演清华大学学生。

2019年9月19日，主演的历史、外交题材电视剧《外交风云》播出。

齐纪深涉猎的题材中，既有《浪花岛之恋》、《女兵突击》中的正义角色方红兵、高飞，也有古装电影《冒牌镖师》中的大反派金三，题材涉猎的广度，亦正亦邪的角色转换，显示出齐纪深在影视作品中的可塑性。

齐纪深参演抗战剧《一马三司令》饰演投笔从戎、保卫家国的学生邵佳恩，齐纪深塑造出特殊年代中青年人的血气方刚。齐纪深饰演的狼王月莽体格健壮，展现了狼王的力量感，锻炼了齐纪深在古装剧中的演技，剧照的曝光后也引发观众讨论，认可齐纪深在造型上还原了狼王月莽的本来面目。