Se dio a conocer en 2006, cuando Guillermo Del Toro la escogió entre más de mil niñas para protagonizar su premiado thriller fantástico El laberinto del fauno. El director dice que en cuanto vio su pelo rizado y sus ojos oscuros y penetrantes supo enseguida que era perfecta para el papel de Ofelia. En un principio la protagonista iba a tener ocho años pero adaptaron el guión a Ivana, que entonces tenía once. El filme le valió el Goya a la mejor actriz revelación en 2007.

Anteriormente ya había participado en varias películas. La más conocida es Frágiles, en la que tiene un pequeño papel junto a Calista Flockhart y Richard Roxburgh. "La Otra Hija" es su primera película rodada en inglés. Sus próximos proyectos son Mindscape, que está previsto que se ruede este otoño; y Keeper of the Pinstripes, que se empezará a rodar en la primavera de 2011.