Evan Rachel Wood est née en 1987 aux États-Unis, dans une famille d'artiste. Son père, Ira David Wood II, est comédien, chanteur, directeur de théâtre et metteur en scène. Sa mère et l'un de ses oncles sont eux aussi acteurs, et sa tante était costumière. Evan Rachel Wood a été élevée et éduquée par ses parents, elle a suivi presque toutes ses études à distance. Durant son enfance, elle monte régulièrement sur les planches dans les pièces que son père met en scène. Dès sept ans, elle fait de petites apparitions dans des séries télévisées. Lorsqu'elle a neuf ans, ses parents divorcent et Evan Rachel Wood suit sa mère à Los Angeles. L'année suivante, elle joue dans "Digging to China", avec Kevin Bacon, puis "Les Ensorceleuses", avec Sandra Bullock. En 2001, on lui confie son premier grand rôle, dans "La Gardienne des secrets". Mais c'est le film indépendant "Thirteen", l'année suivante, qui lance réellement sa carrière. Elle y joue une adolescente ordinaire, qui sous de mauvaises influences s'adonne à la drogue, au sexe et au vol. Evan Rachel Wood tourne alors dans plusieurs films indépendants, où elle incarne souvent des personnages ambigus et un peu noirs, comme dans "Pretty Persuasion", histoire d'une adolescente perverse et manipulatrice. En 2006, on la voit dans "Courir avec des ciseaux", où elle donne la réplique à Gwyneth Paltrow et à Annette Bening. Woody Allen la fait jouer dans "Whatever Works" en 2007. Le film raconte l'amitié entre un sexagénaire new-yorkais et une adolescente fugueuse. En 2011, elle joue dans "Les Marches du pouvoir",
un thriller réalisé par Georges Clooney, avec Ryan Gosling.