Nata a Melbourne nel 1969, comincia la sua carriera teatrale all’inizio degli anni Novanta portando in scena opere di grandi autori, fra i quali Shakespeare, Ibsen, Cechov. Al cinema si fa notare in Elizabeth (1998) di Shekar Kapur, con Geoffrey Rush, Fanny Ardant, Richard Attenborough, e con cui ottiene una Nomination all’Oscar come Miglior Attrice Protagonista. 

Interpreta il personaggio di Galadriel nella trilogia Il Signore degli Anelli (2001-2003) di Peter Jackson. Vince l’Oscar come Miglior Attrice Non Protagonista per The Aviator (2004) di Martin Scorsese, con Leonardo Di Caprio, ed ottiene un’altra Nomination come Miglior Attrice Protagonista per Elizabeth: The Golden Age (2007) di Shekhar Kapur, sequel del già citato Elizabeth, diretto nove anni avanti dallo stesso S. Kapur.

Con Blue Jasmine (2013) di Woody Allen, film ispirato alla pièce di Tennessee Williams Un tram che si chiama desiderio (1947) - portata al cinema con il noto film omonimo di Elia Kazan del 1951, con Marlon Brando, Vivien Leigh, Karl Malden e Kim Hunter - vince l’Oscar come Miglior Attrice Protagonista.

Alla Mostra del Cinema di Venezia ha vinto la Coppa Volpi con il suo ultimo film, Tár di Todd Field, che narra la storia di una direttrice d’orchestra e compositrice famosa nel mondo della musica classica e che lo scorso 2 settembre era stato accolto da sei minuti di applausi.