Cresciuta tra la spiaggia a Sud di Brisbane che affaccia sull'Oceano Pacifico e le fattorie nell'entroterra australiano dei nonni sia paterni sia materni, Margot Elise Robbie si diploma a 17 anni al Somerset College di Gold Coast nel 2007 e subito dopo si trasferisce a Melbourne. Il suo sogno è quello di diventare attrice e il fatto che sia molto attraente è certamente un vantaggio. Impara il mestiere sul set di due thriller a basso budget, Vigilante e I.C.U., che la traghettano verso alcune apparizioni televisive, tra serie TV e spot commerciali.
Ottiene una grande visibilità in patria entrando nel cast della storica soap opera Neighbours, in onda dal 1985, per la quale riceve due candidature ai Logie Awards, i maggiori riconoscimenti della televisione australiana. Nel 2011 fa il salto di qualità con la serie TV americana Pan Am, nella quale recita in tutti i 14 episodi dell’unica stagione prodotta. L’anno successivo è scritturata per un ruolo secondario nel film romantico Questione di tempo, ma è Martin Scorsese a regalarle una vetrina straordinaria con la parte della moglie di Leonardo DiCaprio in The Wolf of Wall Street.
A soli 23 anni la sua carriera decolla e inizia a fare scalo su ruoli da protagonista femminile. Non teme confronti con Kristin Scott Thomas e Michelle Williams recitando insieme a loro nel drammatico Suite francese, tiene testa a Will Smith nell’action comedy Focus - Niente è come sembra e non si lascia spaventare dall'intimità di Z for Zachariah. Nel 2016 sarà Jane nel Tarzan di David Yates e una giornalista nella commedia Fun House, ma è il suo ingresso nella Suicide Squad nel ruolo di Harley Quinn che renderà il suo nome particolarmente ricercato sul web.