Connue pour ses rôles dans plusieurs films populaires tels que X-Men: Le commencement, Le goût de la vie et À vif. Elle a joué Christina dans le film de science fiction Divergent en 2014 et Toast the Knowing dans Mad Max: Fury Road en 2015. En 2019 elle est choisie comme Catwoman pour le film Batman de 2021.
Elle a étudié la comédie à la State University of New York de Purchase mais a abandonné au bout d'un an pour poursuivre une carrière de comédienne.
Son père est le musicien Lenny Kravitz, qui a remporté quatre Grammy Awards entre 1999 et 2002.
Sa mère est Liza Bonet, célèbre pour son rôle de Denise Kendall dans Cosby Show. Elle a eu des liaisons avec le musicien Twin Shadow et Penn Badgley. Elle a épousé Karl Glusman en 2019 et demandé le divorce en décembre 2020. Elle a une relation amoureuse avec Channing Tatum.
Al Roker, qui présente la météo dans The Today Show, est un lointain cousin.