Hija del músico Malcolm Tomlinson, Eleanor Tomlinson nació en la capital británica, y desde niña entendió que su vocación era seguir la estela de su padre en el mundo del espectáculo. Con apenas trece años dio el salto a la caja tonta con el telefilme Daphne, en el que defendía un breve papel. Fue un año después, en 2006, y siendo aún una adolescente, que Eleanor da el salto al cine de la mano de Neil Burger en la exitosa El ilusionista. No desaprovechó la oportunidad, y no tardó en cuajar como una de las adolescentes de cabecera del cine americano. Condición que confirma con Alicia en el País de las Maravillas (2010) o, sobre todo, Jack el caza gigantes de Bryan Singer, su primer papel adulto y, además, su primer protagonista.