Depuis toute petite, sa passion est la danse classique. Elle intègre très tôt le plus grand ballet d'Australie. Quelques années plus tard, elle part aux États-Unis et y commence une carrière d'actrice. On la connaît notamment pour son rôle de l'alien Tess Harding dans la série télévisée Roswell.
Elle incarne par la suite Claire Littleton, une jeune femme enceinte qui tente de survivre et de protéger son bébé, dans la série-évènement Lost, les disparus. En 2009, elle tourne Remember me avec la star montante Robert Pattinson.
Mariée depuis juin 2006, Emilie de Ravin divorce de son mari Josh Janowicz trois ans plus tard.
