28 Şubat 1976'da Cherry Hill, New Jersey'de doğdu. 13 yaşında Ford Model ile çalışmaya başlayan Ali Larter mankenlik yaparak tüm dünyayı dolaştı. Esquire Dergisinin Kasım '96 sayısında 'Allegra Coleman' ismiyle yer alıp profesyonel modellik kariyerini başlattı. Bir süre Japonya'da yaşayan Larter, sonrasında Los Angeles'a gelerek oyunculuk dersleri almaya başladı. 1997 yılında Chicago Sons adlı TV dizisinde oynayarak oyunculuk dünyasına adım attı. Bunu Dawson's Creek, Chicago Hope ve Just Shoot Me adlı diziler izledi.
1999 yılında Varsity Blues ve House on Haunted Hill filmleriyle sinemaya adım attı. Bunu izleyen yıllarda Legally Blonde, Final Destination, American Outlaws, Jay and Silent Bob Strike Back (2001), Final Destination 2, 3-Way, Confess (2004), A Lot Like Love, Crazy, (2006) Homo Erectus, Marigold gibi çeşitli filmlerde rol aldı. 2001 yılında Vajina Monologları adlı oyunu New York'ta oynadı. 2006 yılında Heroes adlı dizideki Niki Sanders rolüyle şöhretini pekiştirsi. 2007’de Resident Evil: Extinction filminde yer aldı. Claire Redfield karakterini daha sonraki Resident Evil: Afterlife (2010) ve Resident Evil: The Final Chapter (2016) filmlerinde tekrar canlandırdı. Ayrıca çok uzun ömürlü olmayan Legends ve Pitch gibi dizilerde de oynadı.
2009'da Hayes MacArthur'la evlenen Larter'ın Theodore Hayes MacArthur (d. 2010) adlı bir oğlu, Vivienne Margaret MacArthur (d. 2015) adlı bir kızı olmuştur.
Birçok derginin en seksi kadınlar listelerinde üst sıralarda yer almıştır.