Morena Baccarin est une actrice brésilienne d'origine italienne, connue pour son interprétation de Inara Serra dans la série de science-fiction Firefly et dans le film Serenity, qui est la suite directe de la série. Morena est née à Rio de Janeiro, au Brésil. Sa mère est l'actrice de théâtre et de TV brésilienne Vera Setta. À ses 10 ans, Morena s'est installée avec sa famille à Greenwich Village, New York, aux États-Unis. Plus tard elle s'est inscrite à l'école Fiorello H. LaGuardia High School of Music & Art and Performing Arts (l'université vedette du film Fame) avant d'intégrer le programme de théâtre à l'école Juilliard. Wes Bentley y était un des ses camarades de classe. Morena a joué son premier rôle dans un long métrage dans la comédie improvisée Perfume (2001). Elle a ensuite obtenu un rôle plus important dans le film Way Off Broadway (2001). Peu avant son installation à Los Angeles, Morena apparait aux côtés de Natalie Portman pour son rôle dans pièce La Mouette, jouée à Central Park pendant l'été 2001. Firefly a été la première série TV dans laquelle Morena Baccarin a joué, et a repris son rôle en 2005 dans le film Serenity.

En février 2005, Morena donne sa voix à Black Canary dans plusieurs épisodes de la série animée Justice League Unlimited. Elle est également apparue en tant que guest star dans deux épisodes de Newport Beach en 2006. En avril 2006, il a été annoncé que Morena jouera le rôle de Adria dans son apparence adulte, un ennemi récurrent dans la saison 10 de Stargate SG-1. Elle est apparue pour la première fois dans l'épisode "Counterstrike" en tant que Adria adulte (les plus jeunes formes d'Adria étaient jouées par d'autres actrices). Le 6 novembre 2006 elle fait une apparition dans la série How I Met Your Mother; Barney, qu'elle appelle par erreur « Swarley » commente alors que son personnage a des « yeux terribles » ("the crazy eyes" en anglais). Le 22 décembre 2006, elle incarne le rôle de Lisa Cruz dans Justice ,série TV de la FOX. Le 16 février 2007, elle incarne Sara Samari dans Las Vegas. Morena reprend son rôle d'Adria dans le film Stargate : L'Arche de vérité en 2008.

En 2009, Morena se voit confié le rôle de Anna, le leader des visiteurs, dans le pilote du remake de la série culte, V. Elle reprendra son rôle dans la première saison de V qui commencera le 3 novembre 2009 sur la chaîne ABC.