Carrie Anne Moss fait ses études à l'American Academy of Dramatic Arts de Pasadena en Californie et décide à l'âge de 20 ans de partir pour l'Europe poursuivre une carrière de mannequin. Arrivée en Espagne, elle débute en 1991 dans la série "Dark Justice", dont la première saison est tournée à Barcelone. Devenue un personnage régulier de la série, elle suit la production lorsque celle-ci part tourner les saisons suivantes à Los Angeles. Au fil des pubs et des apparitions dans des séries ("Alerte à Malibu", "L.A. Law", "Street Justice"), Carrie-Anne Moss se fait un nom et débute discrètement au cinéma en 1993, dans Flashfire, un film d'action d'Elliot Silverstein où elle a pour partenaire Billy Zane. D'avantage connue pour ses prestations à la télévision (les séries "Models Inc.", "F/X effets spéciaux" ou... ("Matrix",rien à voir avec le film) que pour sa carrière cinématographique ou théâtrale "Outward Bound" au Hudson theater de Los Angeles, la sculpturale Carrie-Anne Moss a rencontré grâce à Matrix (le film) le succès au box-office.

En rebelle répondant au nom de Trinity, elle va combattre auprès de Keanu Reeves les machines qui ont pris le contrôle du monde. Elle participe ensuite au thriller New Blood, thriller où une greffe du cœur devient l'objet d'un curieux marché entre malfrats, avant d'apparaître dans le fresque pittoresque Le chocolat, où Juliette Binoche devra user de ses talents pâtissiers pour amadouer les habitants un peu coincés d'un petit bourg français. Dans Planète rouge, elle incarne une autre sauveuse de l'humanité, devant se rendre sur Mars pour trouver des solutions pour sauver la planète Terre. Autre performance, celle de Memento, film hallucinant de Christopher Nolan, dont le héros perd la mémoire toutes les deux minutes, l'occasion pour la belle Carrie-Anne d'entrer dans la peau d'une manipulatrice sidérante. Carrie-Anne Moss vient aussi de terminer le tournage de Fido ,Mini's First Time,Snow Cake.