Debutta nel 1988, dodicenne, con una piccola parte in Mignon è partita di Francesca Archibugi. Nel 1996 recita con Nicole Kidman e John Malkovich in Ritratto di signora di Jane Campion.
Nel 1997 ha il primo ruolo da protagonista nel film Artemisia. Passione estrema di Agnès Merlet. Dal 1999 divide la sua carriera tra Francia, Inghilterra e Italia lavorando con registi del calibro di Mike Figgis (Hotel), Peter Greenaway (la trilogia Le valigie di Tulse Luper), Pupi Avati (La via degli angeli), Sergio Rubini (L’anima gemella), Spike Lee (Miracolo a Sant’Anna), Cary Fukunaga (Jane Eyre).
Nel 2012 è Salomè Agrippa nella serie tv vampiresca True Blood. Ha appena finito di girare il nuovo film di Rubini Mi rifaccio vivo ed è attualmente impegnata nella serie Borgia nel ruolo di Caterina Sforza. Ha anche da poco partecipato alla Giuria Internazionale del Festival del Film di Roma.