Podstaw aktorstwa uczyła się w elitarnej szkole Lee Strasberg Theater Institute. Jej kariera filmowa rozpoczęła się w 1993 roku od niskobudżetowej produkcji "Cyborg 2" .Następnie zagrała swoją pierwszą główną rolę w filmie "Hakerzy", oraz wystąpiła w filmach telewizyjnych "George Wallace" i "Gia". Za rolę socjopatki w dramacie "Przerwana lekcja muzyki" z 1999 roku otrzymała Oscara dla najlepszej aktorki drugoplanowej
Jej pozycję powszechnie znanej aktorki ugruntowała rola tytułowej bohaterki w filmach: "Lara Croft: Tomb Raider" i "Lara Croft Tomb Raider: Kolebka życia" . Inne filmy z jej udziałem to to m.in. "Pan i Pani Smith", "Wanted - Ścigani", "Salt", "Kolekcjoner kości", "Czarownica", "Turysta". Za role w dramatach "Cena odwagi" i "Oszukana" otrzymała nominacje do Oscara dla najlepszej aktorki .
Wyreżyserowała i napisała scenariusz do dramatów wojennych "Kraina miodu i krwi", "Niezłomny" i "Najpierw zabili mojego ojca".
Chętnie angażuje się w akcje charytatywne, szczególnie w pomoc uchodźcom w ramach ONZ.
Jej drugą wielką pasją obok aktorstwa są tatuaże - ma ich podobno trzynaście.
