Actrice de cinéma et de télévision devenue célèbre pour son rôle de Fiona Gallagher dans la série Shameless de Showtime. Elle a été nominée pour un MTV Movie Award de la meilleure première performance pour son rôle dans Le jour d'après et a joué dans Mystic River et The Phantom of the Opera.
Elle est devenue membre du Metropolican Opera Children's Chorus de New York à l'âge de sept ans.
Elle est aussi chanteuse et a sorti son premier album, Inside Out, en 2007.
Elle a été mariée à Justin Siegel de 2008 à 2010. En 2017 elle épouse le réalisateur et scénariste Sam Esmail et le couple a accueilli une petite fille le 24 mai 2021.
Elle a joué dans Le jour d'après en 2004 avec Jake Gyllenhaal.