Attrice originaria di Everett, nel Massachusetts, il padre, di origini italiane, è della provincia di Avellino. Si trasferisce a New York dove viene notata da un agente ed inizia con alcuni spot pubblicitari, oltre a piccole apparizioni in ruoli di contorno in tv. Raggiunge il successo grazie all'interpretazione del il ruolo della dottoressa Meredith Grey nella serie tv Grey's Anatomy. E' sposata con il produttore Chris Ivery, con il quale ha una bambina.