L'actrice américaine débute en 1995 dans la série American Gothic, elle a alors 7 ans. Elle tient son 1er rôle au cinéma dans Digging to China de Timothy Hutton avant de jouer dans Les ensorceleuses de Griffin Dunne, avec Nicole Kidman et Sandra Bullock.
Elle alterne alors les séries télé (Profiler, 2ème chance - où elle est Jessie, la fille de Billy Campbell -, A la Maison Blanche) et les apparitions sur grand écran.
En 2002, elle joue dans 2 films : face à Al Pacino tout d'abord dans Simone, écrit, réalisé et produit par Andrew Niccol, puis avec Vivica A. Fox dans Little secrets de Blair Treu.
On la retrouve en 2003 dans Thirteen, coécrit et réalisé par Catherine Hardwicke, présenté au Festival du Film de Sundance. L'année suivante, elle est à l'affiche de Disparues de Ron Howard avant de côtoyer Joan Allan et Kevin Costner dans Les Bienfaits de la colère de Mike Binder en 2005.
Ses prestations se poursuivent en 2006 avec Courir avec des ciseaux de Ryan Murphy, Down in the Valley de David Jacobson où elle incarne Tobe, une adolescente délurée qui rencontre Harlan, interprété par Edward Norton, et tombe amoureuse de ce jeune homme aussi beau que mystérieux et enfin Astérix et les Vikings de Stefan Fjeldmark.
Parmi les autres grands acteurs avec qui elle joue, on la retrouve avec Michael Douglas à l'affiche de King of California (2007).
Evan Rachel Wood fut aussi Jessie, la fille de Billy Campbell dans la série télévisée "Deuxième chance", et la nièce de C.J. Craig dans "A la Maison Blanche". Elle se produit également sur scène dans des pièces comme "The Miracle Worker", au Theatre in the Park ou "Songe d'une nuit d'été" au Shakespeare in the Park. Elle a joué en tournée pendant trois ans "Conte d'hiver". En 2008, Evan est à l'affiche de La vie devant ses yeux avec Uma Thurman. En février 2009, elle joue la fille de Mickey Rourke dans le très acclamé The Wrestler.
En 2009, elle tient le rôle de Mélodie Celestine, jeune femme pétillante qui tient compagnie au vieux névrosé et irritable Boris (Larry David) dans la comédie Whatever works de Woody Allen.
