Très tôt, la jeune fille s'initie aux plaisirs de la danse. A l'âge de 9 ans, Emilie fait ses premiers pas en ballerines. A ses 15 ans, elle est acceptée dans la prestigieuse école australienne de ballet, « The Australian Ballet School », à Melbourne. Cependant, après seulement une année, Emilie décide d'abandonner. La jeune fille se consacre alors à la comédie, étudiant à l'institut national d'art dramatique. Puis, elle façonne son jeu de scène aux studios d'acteurs du "Prime Time" à Los Angeles. En 2000, elle décroche son premier rôle dans la série fantastique « Beastmaster »Enfin, lorsque son agent lui parle d'un rôle aux Etats Unis pour une série de la Warner Bros, Emilie De Ravin saisit sa chance et part en Amérique pour une audition décisive. Finalement, elle décroche le rôle de "Tess Harding" dans la série "Roswell". Elle y incarne une mystérieuse alien, venue sur Terre pour préserver la royale descendance de Max (Jason Behr).

Ce personnage récurrent lui permet d'accéder rapidement à la célébrité. Après l'arrêt de la série, Emilie De Ravin continue son ascension avec un remake televisuel de Carrie, dans la peau de la détestable Chris. Par ailleurs, elle enchaîne les apparences TV dans notamment « NCIS: enquêtes spéciales », « Les Experts: Miami » ou encore « The Handler ». En 2004, elle s'illustre dans « Lost », très certainement, la production la plus important de sa carrière. Parallèlement, Emilie tourne quelques films lorsqu'elle n'est pas sur l'île des disparus. En 2005, elle joue dans une comédie noire, intitulée « Santa's Slay » et apparaît dans « Brick ». Enfin, en 2006, la jeune femme obtient l'un des rôles titres du film d'horreur « La Colline a des yeux », de Alexandre Aja (« Haute Tension »). Ce long métrage est un remake de « The Hills Have Eyes » de Wes Craven.