Intéressée par le métier de comédienne dès son plus jeune âge, America Ferrera décroche, à 16 ans, des auditions pour tourner des spots publicitaires. Un an plus tard, elle obtient un rôle dans un téléfilm pour Disney Channel grâce auquel elle est remarquée et fait ses débuts sur grand écran dans ANA de Patricia Cardoso en 2001 : elle y incarne une jeune fille d'origine hispanique résolue à étudier à l'université contre l'avis de sa mère.
Elle enchaîne ensuite avec plusieurs séries télévisées, comme Touched by an Angel et Plainsong, et fait même une apparition dans Les Experts. En 2005, elle est à l'affiche du film 4 filles et 1 jean, avant de décrocher le rôle principal de la série Ugly Betty qui lui vaut une citation au Golden Globe. En 2008, elle est le rôle principal de La misma luna de Patricia Riggen.