Jako aktorka zadebiutowała pierwszoplanową rolą w filmie Ono (2004) Małgorzaty Szumowskiej, za którą została nagrodzona na MFF w Kijowie (2005). Szerszą rozpoznawalność przyniosła jej rola Hani Tuszyńskiej (później: Kowalskiej), przyjaciółki ze studenckich lat Karola Wojtyły w produkcjach biograficznych o Janie Pawle II: Karol. Człowiek, który został papieżem (2005) oraz Karol. Papież, który pozostał człowiekiem (2006). Wystąpiła także w filmach: Wszyscy jesteśmy Chrystusami (2006) i Janosik. Prawdziwa historia (2009), poza tym zagrała w pierwszym sezonie serialu Bez tajemnic (2011), amerykańskim horrorze Suspiria (2018) i pierwszym polskim fabularnym filmie Netfliksa Erotica 2022 (2020).
Jest członkinią zespołu redakcyjnego polskiej edycji miesięcznika „Vogue” oraz pojawiła się na okładce pierwszego i trzynastego wydania magazynu.
Życie prywatne W latach 2004–2013 była żoną reżysera i aktora Artura Urbańskiego, z którym ma syna Józefa (ur. 2004). We wrześniu 2013 wyszła za francuskiego przedsiębiorcę i dziennikarza, Jean-Yves Le Fur„Kate Moss looks chic in bandeau swimsuit as she revels in her friend’s wedding celebrations in Italy”, www.dailymail.co.uk., z którym rozstała się w 2014. Jej trzecim mężem został reżyser filmowy Paweł Pawlikowski, którego poślubiła w 2017.