Narodila se v ontarijském Londýně a vyrostla v nedalekém městě St. Thomas. Otec Lance je řidičem kamionu, matka Sandra zdravotní sestrou. Má mladšího bratra Daniela a mladší sestru Kayleen.

Ve čtyřech letech začala krasobruslit (ve stejné obci se narodili olympijští vítězové Tessa Virtueová a Scott Moir) a ve dvanácti pak s herectvím na letním hereckém táboře Original Kids. Po ukončení střední školy.

Central Elgin Collegiate Institute v St. Thomas pokračovala studiem herectví na torontské York University, kde v roce 2001 dosáhla titulu bakaláře umění (BFA).

Roku 2002 získala první hollywoodskou roli v komedii Žába k zulíbání, kde si zahrála po boku Roba Schneidera. V roce 2004 se objevila po boku Linsday Lohan, Lacey Chabert a Amandy Seyfried v komediálním filmu Protivný sprostý holky. Za roli získala dvě ceny MTV . Ve stejném roce si zahrála s Ryanem Gosligem v romantickém dramatu Zápisník jedné lásky, které bylo inspirováno stejnojmennou novelou od Nicholase Sparkse. Za roli získala filmovou cenu MTV a čtyři ceny Teen Choice. O rok později si zahrála s Owenem Wilsonem v komediálním filmu Nesvatbovi. V roce 2005 se také objevila ve hvězdně obsazeném filmu Základ rodiny, s Diane Keaton a Sarah Jessicou Parker.

V letech 2006 až 2007 si dala pauzu, odmítla tak role na filmy Ďábel nosí Pradu, Mission: Impossible III nebo Casino Royale. V roce 2008 se vrátila ke kariéře s filmem Šťastlivci, ve kterém si zahrála s Piercem Brosnanem. S Ericem Banou si zahrála ve filmu Zakletý v čase, který byl inspirován stejnojmennou novelou od Audrey Niffenegger. V roce 2009 přijala roli do filmu Sherlock Holmes, ve kterém hrála Irene Adler, přítelkyni Sherlocka, kterého hrál Robert Downey, Jr.. S Diane Keaton si znovu zahrála ve filmu Hezké vstávání v roce 2010.

V roce 2011 si zahrála v romantické komedii z dílny Woodyho Allena Půlnoc v Paříži, po boku Owena Wilsona. S celým obsazením získala nominaci na cenu Screen Actors Guild Award v kategorii Nejlepší obsazení ve filmu. A samotný Woody Allen vyhrál Oscara v kategorii nejlepší původní scénář. Roli Irene Adler si zopakovala ve filmu Sherlock Holmes: Hra stínů. Film vydělal kolem 543 milionů dolarů. V roce 2012 si zahrála s Channingem Tatumem ve filmu Navždy spolu. Film byl inspirován skutečnou událostí. S Benem Affleckem si zahrála ve filmu K zázraku. Poté se objevila ve filmech Vášeň, Lásky čas a Nejhledanější muž.

V roce 2015 získala roli novinářky Sachy Pfeiffer v dramatickém filmu Spotlight, který pojednával o dětském zneužíváním v bostonském katolickém kostele. Aby se s rolí ztotožnila, navštěvovala samotnou Pfeiffer.[1] Za roli získala nominace na Oscara, Critics' Choice Award a Screen Actors Guild Award. S Bradleym Cooperem a Emmou Stone si zahrála ve filmu Aloha. V roce 2015 se také vrátila k televizní tvorbě a přijala roli v seriálu Temný případ. V seriálu hrála Ani Bezzerides, získala nominaci na cenu Critics' Choice Television Award. Na rok 2016 je naplánovaná premiéra superhrdinského filmu Doctor Strange, ve kterém hraje jednu z hlavních rolí.

V letech 2004–2007 byl jejím partnerem kanadský herec Ryan Gosling, se kterým se poznala při natáčení filmu Zápisník jedné lásky. Roku 2009 udržovala čtyřměsíční vztah s americkým hercem Joshem Lucasem.