Emily Browning joue enfant dans des pièces scolaires et, remarquée, débute à huit ans au petit écran dans le téléfilm « The Echo of Thunder » de Simon Wincer (1998) avec Judy Davis et Jamey Sheridan.

Elle enchaîne avec des rôles dans les séries « High Flyers » (1999) puis « Les Nomades du futur » (2000), « Something in the air » (2000-02) et « Blue Heelers » (2000-02) où elle apparaît de manière récurrente.

Elle est aussi au générique des téléfilms « Halifax f.p : Playing God » de Lynn Hegarty (2001), « Blonde » de Joyce Chopra (2001) et « After the Deluge » de Brendan Maher (2003) avec David Wenham, Hugo Weaving et Rachel Griffiths.

Le cinéma la convoque dès THE MAN WHO SUED GOD de Mark Joffe (2001) avec Billy Connolly et Judy Davis, et elle se fait remarquer du grand public international dans les films d'horreur LE VAISSEAU DE L'ANGOISSE de Steve Beck (2002) et NUITS DE TERREUR de Jonathan Liebesman (2003) tournés en Australie.

Elle côtoie les vedettes compatriotes Heath Ledger, Orlando Bloom, Naomi Watts et Geoffrey Rush dans NED KELLY de Gregor Jordan (2003) avant de s'envoler pour la Californie, où elle joue l'une des héroïnes en culottes courtes du blockbuster grand public LES DÉSASTREUSES AVENTURES DES ORPHELINS BAUDELAIRE de Brad Silberling (2004) avec Jim Carrey et Meryl Streep, qui triomphe.

Puis la jeune actrice ralentit le rythme. Elle apparaît dans le court métrage australien À LA DÉRIVE de Stuart McDonald (2006), avant de revenir en force à dix-huit ans sur les plateaux nord-américains, dans le drame à frissons LES INTRUS de Charles & Thomas Guard (2009) avec Elizabeth Banks, David Strathairn et Arielle Kebbel.

Elle incarne ensuite la jeune blonde Baby Doll qui prend sa revanche dans l'action fantastique du SUCKER PUNCH de Zack Snyder (2011, photo) avec une bande de lolitas pros de la gâchette, puis elle devient l'héroïne du SLEEPING BEAUTY de Julia Leigh (2011).