Née le 5 novembre 1960 à Londres, d'une mère australienne et d'un père écossais, elle rejoint en 1984 la Royal Shakespeare Company. Deux ans plus tard, passe du théâtre au cinéma grâce à celui qui devient son mentor : Derek Jarman, cinéaste atypique à l'oeuvre foisonnante et provocante, avec lequel elle tourne huit films, jusqu'à ce qu'il s'éteigne en 1994. Parmi ces titres, on peut citer, le premier, "Caravaggio", ou "Edward II", qui lui vaut le Prix d'interprétation féminine au Festival de Venise en 1992.
En 1993, son rôle-titre dans "Orlando" de Sally Potter, une chronique sur quatre siècles des aventures d'un transsexuel à la cour d'Angleterre, inspirée de Virginia Woolf, assoit encore son statut d'égérie underground. De même que sa participation en 1998 à "Love Is The Devil", une biographie très iconoclaste du peintre Francis Bacon.
A partit des années 2000, elle parvient à concilier sa passion pour des projets marginaux (elle joue la mère dans le très douloureux film de l'acteur Tim Roth, "The War Zone", et plus tard, elle rejoint l'univers austère du cinéaste hongrois Bela Tarr, pour "L'Homme de Londres"), avec des films qui la révèlent au grand public. En effet, son rôle de gourou d'un monde meilleur dans "La Plage", de son compatriote Danny Boyle, aux côtés de Leonardo DiCaprio, et, dans la foulée, son rôle de mère de famille à la dérive dans "Bleu profond", de Scott McGehee et David Siegel, lui apportent une notoriété internationale.
Dès lors, Hollywood ne se prive pas de faire appel à cette beauté étrange, androgyne et glacée. On la voit dans "Vanilla Sky" de Cameron Crowe, "Adaptation" de Spike Jonze, "Broken Flowers" de Jim Jarmusch. Habituée à privilégier les films d'auteur, elle surprend en acceptant le rôle la Reine Blanche dans la saga fantastique "Le Monde de Narnia", dont les deux premiers volets sont dirigés par Andrew Adamson, d'après les célèbres romans pour enfants de C. S. Lewis. En 2007, elle donne la réplique à George Clooney dans le thriller engagé "Michael Clayton", de Tony Gilroy. Son rôle de dirigeante impitoyable d'une multinationale lui permet de rafler l'Oscar du meilleur second rôle.
L'année suivante, elle joue l'héroïne de "Julia", que le cinéaste français Erick Zonca tourne aux Etats-Unis, la trajectoire d'une femme alcoolique pourchassée par la mafia, contrainte de prendre un petit garçon sous son aile (un personnage déjà immortalisé par Gena Rowlands dans le "Gloria" de John Cassavetes). On la voit aussi au générique pétillant (George Clooney, Brad Pitt and co) de "Burn After Reading", la comédie noire des frères Coen. Avant de rejoindre en 2009 Brad Pitt et Cate Blanchett dans le film fantastique de David Fincher, "L'Etrange histoire de Benjamin Button", sur le cas étrange d'un homme qui ne cesse de rajeunir.
