Hija de un ingeniero aeronáutico y una profesora de música. Con 15 años, Víctor Erice se presentó en el colegio donde estudiaba y la eligió para actuar en la película El Sur (1983). En 1988, formó parte del reparto de la película Malaventura, de Manuel Gutiérrez Aragón. También ha actuado en Tocando fondo (1993), de José Luis Cuerda; Tierra y libertad (1995), de Ken Loach; y Niño nadie (1997) y Leo (2000), de José Luis Borau, entre otras.
En 1985 comenzó la carrera de Bellas Artes en la Universidad Complutense de Madrid. Durante tres años compaginó los estudios con su trabajo de actriz, hasta que, finalmente, comenzó a dedicarse por completo al mundo del cine.
En 1991 funda Producciones La Iguana, junto a Santiago García de Leániz y Juan Butragueño. Sus primeros trabajos como directora fueron los cortometrajes Baja corazón (1992) y Los amigos del muerto (1994), cinta que obtuvo el segundo premio en la II Semana de Jóvenes Realizadores de Granada en 1994.
Ese mismo año, RNE le concedió el Premio Ojo Crítico por su aportación a la cinematografía española.
En 1995 dirige su primer largometraje: Hola, ¿estás sola?, cinta presentada en el Festival de Cine de Valladolid donde ganó el Premio al Mejor Director Novel. Icíar Bollaín, que actúa en su propia película, compartió la autoría del guión con Julio Medem. El largometraje fue producido por Fernando Colomo.
En 1996 escribe el libro Ken Loach, un observador solidario, sobre el director de cine británico y su filmografía. Sus siguientes largometrajes son Flores de otro mundo (1999), rodado en Cantalojas, un pequeño pueblo de la sierra de Guadalajara (España) y con José Sancho en el reparto; Amores que matan (2000) y Te doy mis ojos (2003), ganadora de 7 Premios Goya, entre ellos del de Mejor Director, Mejor Guión Original y Mejor Película. Por esta película ha recibido también el I Premio del Observatorio contra la Violencia Doméstica y de Género debido “al tema abortado y a su acertado tratamiento”.
En 2004 ha colaborado en el filme de denuncia sociopolítica Hay motivo, con el cortometraje Por tu propio bien, en el que actúa Luis Tosar. En 2005 ha trabajado como actriz en la película La noche del hermano, de Santiago García de Leániz y en 2006 ha trabajado como actriz invitada en varios capítulos de la serie televisiva Cuéntame (2001–2008).