Córka niemieckiej śpiewaczki operowej i amerykańskiego nauczyciela śpiewu, karierę sceniczną rozpoczęła jeszcze jako dziecko występami w chórze. W 1988 roku przeniosła się do Nowego Jorku. Po ukończeniu college'u grywała w teatrach off-brodwayowskich i statystowała w filmach telewizyjnych. Pojawiła się też w telewizyjnej produkcji "Pracująca dziewczyna". W 1990 roku dostała główną rolę w "Who Shot Patakango?" Petera Brooksa. Jednak punktem zwrotnym w jej karierze był rok 1993. Zagrała wtedy w "Człowieku demolce" i pojawiła się w "W pogoni za sukcesem" Petera Bogdanovicha. Prawdziwej sławy zasmakowała po występie w szlagierze kinowym, "Speed: Niebezpieczna prędkość", gdzie zagrała u boku Keanu Reeves'a. Udziałem w "Ja cię kocham, a ty śpisz", udowodniła, że posiada też talent komediowy. Za rolę w tym filmie otrzymała nominację do Złotego Globu. Swoją pozycję gwiazdy dużego ekranu umocniła występem w cieszącym się dużą popularnością thrillerze "System". W 1996 roku wystąpiła u boku Matthew McConaughey'a i Samuela L. Jacksona w dramacie "Czas zabijania". Rok później zagrała w kontynuacji filmu "Speed: Wyścig z czasem", który jednak nie spotkał się z uznaniem krytyków. Następnie zagrała w "Totalnej magii" razem z Nicole Kidman oraz w "Podróży przedślubnej" u boku Bena Afflecka. W 2000 roku zagrała policjantkę Gracie Hart w komedii "Miss agent", którą sama wyprodukowała. Za tę rolę otrzymała także kolejną nominację do Złotego Globu. By przygotować się do roli narkomanki w filmie "28 dni" spędziła kilka tygodni w klinice odwykowej. W 2002 roku wystąpiła u boku Hugh Granta w komedii romantycznej "Dwa tygodnie na miłość". W tym samym roku zagrała w thrillerze "Śmiertelna wyliczanka". Rok 2004 przyniósł występ w filmie nagrodzonym trzema Oscarami "Miasto gniewu". W 2006 roku na planie filmu "Dom nad jeziorem" ponownie spotkała się z Keanu Reevesem. Swojego pierwszego Oscara za rolę pierwszoplanową zdobyła za występ w filmie "Wielki Mike: The Blind Side". W tym samym roku wystąpiła w najbardziej dochodowej komedii z jej udziałem - "Narzeczony mimo woli". Zagrała tam redaktor naczelną. Margaret Tate, u boku Ryana Reynoldsa. Rok 2013 przyniósł kolejną nominację do Oscara za film "Grawitacja".