セルジオ・レオーネの『ワンス・アポン・ア・タイム・イン・アメリカ』(84)で映画デビューを果たし、『ラビリンス/魔王の迷宮』(86)でブレイク。ダーレン・アロノフスキー監督作『レクイエム・フォー・ドリーム』(00)では、麻薬中毒の主人公を演じインディペンデント・スピリット賞にノミネートされた。また、ロン・ハワードの『ビューティフル・マインド』(01)では、アカデミー賞®助演女優賞のほかゴールデン・グローブ賞、英国アカデミー賞、アメリカ映画協会賞、放送映画批評家協会賞などを受賞した。その後は再びダーレン・アロノフスキーとタッグを組み、『ノア約束の舟』(14)に出演。その他の代表作には『狼たちの街』(96)、『砂と霧の家』(03)、『ダーク・ウォーター』(04)、『リトル・チルドレン』(06)、『ブラッド・ダイヤモンド』(06)、『地球が静止する日』(08)、『そんな彼なら捨てちゃえば?』(09)、『ハッピーエンドが書けるまで』(12)など。新作はロバート・ロドリゲス監督、ジェームズ・キャメロン製作のSFアドベンチャー、『アリタ:バトル・エンジェル』(18)が控える。