De origen palentino, siendo muy joven asistió a un curso de interpretación con el actor Manuel Morón como profesor. Después ingresó en la Real Escuela Superior de Arte Dramático de Madrid. Su primera oportunidad en el cine le vino con el filme 'África' en la que interpretaba unas duras escenas de sexo. Tras ella vino 'Familia' de León de Aranoa.

Tuvo su gran reconocimiento con 'Lucía y el sexo' en la donde interpreta a Belén, una niñera morbosa, que secundaba al papel de Paz Vega. Fue ahí cuando Almodóvar se fijó en ella para coprotagonizar 'Hable con ella' junto a Rosario Flores. También fue una de las protagonistas de 'Sin noticias de Dios'.

Puso rumbo a Hollywood donde rodó la película 'Van Helsing' en la que interpretaba a una vampira que se enfrentaba a Hugh Jackman. Tras ella llegaron los taquillazos 'Frágiles' y 'Alatriste'. Se muestra como actriz de marcado carácter internacional con 'Entre mujeres', 'Miguel y William' y 'Savage Grace'.

También rodó con Agustín Díaz Yanes la secuela de 'Nadie hablará de nosotras (cuando hayamos muerto)', titulada 'Solo quiero caminar'. Tras el thriller 'Hierro' y la erótica 'Habitación en Roma', Almodóvar se ha fijado de nuevo en ella para 'La Piel que Habito'.