Tras destacar en varias producciones australianas, Rose Byrne dio el salto a Hollywood con Star Wars: Episodio II: El ataque de los clones (2002) y más tarde con Troya (2004). Desde entonces ha protagonizado películas como María Antonieta (2006), Sunshine (2007), 28 semanas después (2007) y Señales del futuro (2009). Capaz de moverse entre la comedia (La boda de mi mejor amiga, 2011) y el terror (Insidious, 2010), Byrne ha demostrado una gran versatilidad. También formó parte de X-Men: Primera generación (2011) y X-Men: Apocalipsis (2016), además de títulos como Cruce de caminos (2012) y Si fuera fácil (2014). Protagonizó la comedia política de Jon Stewart Un plan irresistible (2020), y su papel en Si pudiera te daría una patada (2025) ha sido ampliamente aplaudido. En televisión interpretó a Gloria Steinem en Mrs. America (2020), tuvo un papel principal en Physical (2021–2023) y coprotagoniza la serie Platónico (2023–).