Wtedy z matką i siostrą Milaine przeniosła się do Los Angeles.

W wieku sześciu lat zainteresowała się aktorstwem i wzięła udział w przesłuchaniu do programu szkoleniowego w American Conservatory Theatre w San Francisco, gdzie została najmłodszą przyjętą studentką. Mając siedem lat została zawodową aktorką.

Po gościnnym występie w jednym z odcinków serialu CBS Dotyk anioła (1999) została zaangażowana do roli Emily Stewart w sitcomie The WB Jak wychować tatę (Raising Dad, 2001–2002).

Zasiadła w jury konkursu głównego na 76. MFF w Cannes (2023).

Aktywnie uczestniczy w mediach społecznościowych i wykorzystuje je jako platformę do dzielenia się opiniami i postami, które sama pisze. W 2020 założyła kanał na YouTubie. Współprowadziła (z aktorką Jessie Ennis) podcast Learning Lots.

Została wyróżniona przez Forbesa na liście 30 under 30 w 2016 i została uwzględniona przez magazyn People na coroczną listę piękności w 2016 i 2019. W 2018 została uznana przez IndieWire za jedną z najlepszych amerykańskich aktorów poniżej 30. roku życia. W 2019 Madame Tussauds New York odsłoniło woskowy posąg Larson w roli Kapitan Marvel.

Życie prywatne W latach 2013–2019 była w związku z muzykiem Alexem Greenwaldem.