Judith Newcomb Stiles ve John O'Hara çiftinin ilk çocuğu olarak New York'ta doğdu. Johnny adında bir erkek, Jane adında da bir kız kardeşi bulunmaktadır. 11 yaşında New York'taki La MaMa Tiyatro Kumpanyası bünyesinde oyunculuğa başladı. İlk sinema deneyimi ise 1996 yapımı I Love You, I Love You Not filmiyle oldu. The Devil's Own (1997), Wide Awake (1998) ve Wicked (1998) filmleriyle Hollywood'un öne çıkan genç yıldız adayları arasına girdi. 1999'da Senden Nefret Etmemin 10 Sebebi (10 Things I Hate About You) filmiyle büyük ün kazandı.
2001'de Bizim Dansımız (Save The Last Dance), 2002'de Geçmişi Olmayan Adam (The Bourne Identity), 2003'te Mona Lisa Gülüşü (Mona Lisa Smile), 2004'te Prens ve Ben gibi birçok filmde önemli roller aldı. Bourne serisindeki Nicolette rolünü sonraki 2 filmde tekrar üstlendi. 2012 yapımı Umut Işığım (Silver Linings Playbook) filminde de Veronica rolüyle karşımıza çıktı.
2017 yılının Eylül ayında aktör ve kamera asistanı Preston J. Cook ile evlendi. 1 ay sonra da Strummer Newcomb adında bir erkek çocuğu dünyaya getirdi.