Filla de l’actriu Kate McCauley, després d’acomplir el seu cicle formatiu mitjà a la Wyoming High School, a Milburn, Nova Jersey, entrà a formar part de la formació teatral The Barrow Group, de Nova York. Un parell d’anys més tard, al punt d’assolir la majoria d’edat, debutà en el cinema amb The Princess Diaries (2001, G. Marshall). De llavors ençà ha participat en diverses produccions cinematogràfiques, entre les quals destaquen Nicholas Nickleby (2002), de D. McGrath; Brokeback Mountain (2005), d’A. Lee; The Devil Wears Prada (2006), de D. Frankel; Becoming Jane (2007), de J. Jarrold; Rachel Getting Married (2008), de J. Demme, per la qual fou nominada com a millor actriu als Oscars i als Globus d’Or; Bride Wars (2009), de G. Winick; Alice in Wonderland (2010), de T. Burton; Love & Other Drugs (2010), d’E. Zwick ; Les Misérables (2012), de T. Hooper, per la qual guanyà l’Oscar i el Globus d’Or a la millor actriu secundària; Interstellar (2014), de Ch. Nolan; i Alice Through the Looking Glass (2016), de J. Bobin.