Attrice britannica nata da padre gallese e madre irlandese, nasce in una famiglia modesta ma sin da bambina dimostra di avere innate qualità artistiche.
Il vero e proprio debutto nel cinema avviene con una produzione francese. L'attrice, all'epoca diciottenne, partecipa a Les 1001 Nuits del regista francese Philip De La Broc, nel ruolo di Sheherazade.
Nonostante la sua carriera annoveri già molti successi e partecipazioni a importanti progetti cinematografici e teatrali, il successo vero e proprio viene raggiunto l'anno successivo quando, appena tornata in Gran Bretagna, partecipa a una serie TV intitolata The Darling Buds of May.
Nel 1998 Steven Spielberg, nelle vesti di produttore questa volta, la sceglie come protagonista, al fianco di Antonio Banderas ( Ballistic, Ti va di ballare?) nel film La maschera di Zorro di Martin Campbell.
Da questo momento in poi entra a far parte delle star internazionali e i film che seguono la vedono sempre più inserita in cast con grandi attori di Hollywood. Nel 1999, infatti, gira con Sean Connery Entrapment e con Liam Neeson Hauting - Presenze.
Nel 2001, subito dopo aver partecipato al film Traffic con Michael Douglas, Benicio Del Toro e Tomas Milian, e dopo aver avuto un ruolo di co-protagonista al fianco di Julia Roberts in I perfetti innamorati, partecipa al film Chicago, per il quale riceve il premio Oscar come miglior attrice non protagonista.
Nel 2003 la vediamo protagonista nel simpatico film interpretato al fianco di George Clooney
(Confessioni di una Mente Pericolosa, Giovani Iene) Prima ti sposo, poi ti rovino, diretto dai fratelli Coen.
Nel 2007 gira due importanti pellicole: Sapori e dissapori di Scott Hicks, e Houdini di Gillian Armstrong, con Guy Pearce e Soirse Ronan, che arriverà presto nelle sale italiane.