Sus padres eran de origen escocés e irlandés respectivamente, pero Rose Byrne nació en Sidney. Apenas tuvo tiempo de tejer fantasías de futuro con el cine, pues fue una niña prodigio y a los 12 años ya estaba rodando su primera película, Dallas Doll. Poco a poco, Rose se hizo un hueco entre la parrilla juvenil de la televisión australiana participando en series de diverso tipo, entre ellas Los rompecorazones. Estudió interpretación en el Sydney´s Australian Theatre for Young People para, posteriormente, rematar su formación en Nueva York, en el David Mamet Acting School. En 2002 debutó en el cine norteamericano nada más y nada menos que con Star Wars. Episodio 2: El ataque de los clones. Aunque fija su residencia en Londres, desde entonces compagina proyectos a ambos lados del océano, significándose paso a paso gracias a películas como Troya (su verdadera rampa de lanzamiento), Wicker Park, María Antonieta, Sunshine, 28 semanas después o Señales del futuro. Triunfa contemporáneamente en la pequeña pantalla con la serie de televisión Damages, por la que logra dos nominaciones al Globo de Oro y otras tantas al Emmy. En cine sigue brillando, y demostrando su notable versatilidad, con cintas tan dispares como Insidious, La boda de mi mejor amiga, X-Men: Primera Generación, Cruce de caminos, Insidious 2, Malditos vecinos, Les doy un año, Adultos a la fuerza, Espías, X-Men: Apocalipsis (donde repite como Moira Mactaggert), Una madre imperfecta, Malditos vecinos 2, Insidious: La última llave, Peter Rabbit, Juliet, desnuda o Familia al instante, entre otras.