Attrice e regista. Ha respirato 'aria di cinema' fin da piccola, sotto l'ala protettiva del famoso padre Francis Ford. Ha iniziato come attrice apparendo, quasi neonata, nei primi due episodi della saga de "Il padrino". Nel terzo capitolo della serie (1990) ha interpretato il ruolo di Maria Corleone. Fra le altre sue interpretazioni sono da ricordare quelle in "Cotton Club" (1984) e "Star Wars: episodio I - La minaccia del fantasma" (1999). Ha lavorato anche come costumista e come produttrice. Da autrice e regista ha esordito nel 1998 con il corto "Lick the Star". "Il giardino delle vergini suicide"è il suo esordio alla regia di lungometraggi cinematografici. Nel 2003, grazie alla realizzazione di "Lost in Translation", da lei scritto, diretto e prodotto ha ricevuto l'Oscar per la miglior sceneggiatura originale (era stata candidata anche per il miglior film e la miglior regia). Una curiosità: è la terza donna ad essere stata candidata all'Academy Award come miglior regista, ma è la prima americana poiché le altre due sono Jane Campion (neozelandese) e l'italiana Lina Wertmüller.Nel 1999 ha sposato il regista Spike Jonze, ma nel settembre 2003 i due hanno presentato i documenti per il divorzio.