Britanya'nın tanınmış ailelerinden bir tanesinin çocuğu olan Bonham Carter, Golders Green, Londra'da doğdu. Yahudi ve İspanyol kökenli annesi Elena psikoterapistti, babası Raymond ise üst düzey bir bankacıydı. Eski İngiltere başbakanlarından Herbert Henry Asquith, Helena'nın büyük büyük babasıdır. Edward ve Thomas adında 2 ağabeyi vardır.
Ciddi bir oyunculuk eğitimi almamasına rağmen 13 yaşında kazandığı bir senaryo yarışmasından kazandığı parayla oyunculuk ajanslarına katılmaya başladı. 16 yaşında bir reklamda oynayarak oyunculuğa adım attı. 1985'te A Room with a View filmindeki Lucy rolüyle adını duyurmaya başladı. 1987'de Miami Vice dizisinin 3. sezonunda konuk oyuncu olarak yer aldı. Kariyerinin ilk bölümünde daha çok İngiliz dönem filmlerinde karakter oyuncusu olarak roller aldı. 1995'te Woody Allen'ın Mighty Aphrodite filmindeki rolüyle Hollywood filmlerinde daha fazla görünmeye başladı. 1999'da çekilen David Fincher filmi Dövüş Kulübü sayesinde tüm dünyada büyük bir hayran kitlesi kazandı. 2001'de Maymunlar Cehennemi, 2005'te Charlie'nin Çikolata Fabrikası ve Ölü Gelin, 2007'de ise Sweeney Todd filmlerinde oynadı. Aynı yıl kendisi için ilk Harry Potter filmi Harry Potter and the Order of the Phoenix'te görev yaptı.
2010'da Tom Hooper'ın The King's Speech filminde Ana Kraliçe Elizabeth rolüyle En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu dalında BAFTA ödülü kazandı. Daha sonra Sefiller ve Cinderella gibi uyarlamalarda rol aldı. 1997'de oynadığı Wings Of The Dove ve The King's Speech filmi ile Oscar'a aday oldu. 2006 yılında Cannes Film Festivali'nde juri üyesi olmuştur. Ayrıca birçok prestijli ödüle defalarca aday gösterildi. 2018 yapımı Ocean's 8 filminde modacı Rose Weil karakteriyle ekipte yer aldı.
1994'te yönetmen Kenneth Branagh ile birlikte olmaya başladığında Branagh halen oyuncu Emma Thompson ile evliydi. 1999'da ilişkileri sona erdi. Yönetmen Tim Burton ile 2001 yılında birlikte olmaya başladı ve Amerikalı yönetmenden Billy Raymond (d. 2003) adlı bir oğlu ve Nell (d. 2007) adlı bir kızı oldu. Bu dönemde Burton'ın birçok filminde başrolde oynadı. İkili, 2014 yılında yollarını ayırdıklarını açıkladı. Çok iyi düzeyde Fransızca bilen sanatçı, 1996 Fransa yapımı Portraits chinois filminde oynamıştır.