Amelia Warner est née à Liverpool et s’est installée avec sa famille à Londres quand elle était enfant. Elle a étudié à la Royal Masonic School for Girls et au College of Fine Arts puis a suivi des cours d’histoire de l’art au Goldsmith’s College de la capitale anglaise. Parallèlement, elle a commencé à jouer avec la troupe de jeunes comédiens du Royal Court Theatre.
Elle est apparue sur les écrans télévisés pour la première fois en 1998 dans un épisode de
Kavanagh puis a joué Lady Cecilia dans la minisérie
Aristocrats et la jeune Fanny dans
Mansfield Park de Patricia Rozema en 1999.
Elle a été remarquée pour son interprétation de Simone, la très belle maîtresse du marquis de Sade joué par Michael Caine dans
Quills, La Plume Et Le Sang de Philip Kaufman. Dans ce film se déroulant dans la France du XVIIIème siècle, elle avait pour autres partenaires Geoffrey Rush, Kate Winslet et Joaquin Phoenix. Le film a été nommé à trois Oscars et quatre BAFTA Awards en 2001.
En 2000 également, Amelia Warner a joué Antonia dans l’adaptation télévisée de
Don Quichotte réalisée par Peter Yates, avec Bob Hoskins, Isabella Rossellini et Vanessa Williams. L’émission a été nommée à trois Emmy Awards et à un Screen Actors Guild Award. Elle a par la suite tenu le rôle principal du film de la BBC
Lorna Doone, d’après l’œuvre de Richard Blackmore, avec Martin Clunes, Richard Coyle et Aidan Gillen, sous la direction de Mike Barker. L’émission a obtenu un Royal Television Society Award et a été nommée à un BAFTA Award.
En 2003, Amelia Warner a tourné la comédie romantique
Love’s Brothers de Jan Sardi, avec Giovanni Ribisi et Adam Garcia. Le film a été présenté au Santa Barbara Film Festival en février 2004 et a reçu six nominations aux Australian Film Institute Awards 2004.
En 2005, Amelia Warner est allée tourner
Winter Passing à New York, sous la direction d’Adam Rapp, avec Will Ferrell, Ed Harris et Zooey Deschanel. Elle a ensuite interprété
Stoned, sur la vie et la mort suspecte de Brian Jones, cofondateur des Rolling Stones. Le film, réalisé par Stephen Woolley, avait pour autres interprètes Leo Gregory, Paddy Considine, David Morrissey et Ben Whishaw. Il a été nommé à l’Empire Award 2005 du meilleur film et sélectionné au Festival du Film britannique de Dinard.
Depuis, Amelia Warner a joué dans
Aeon Flux de Karyn Kusama, avec Charlize Theron, Jonny Lee Miller, Sophie Okonedo, Frances McDormand et Pete Postlethwaite, et dans
Alpha Male de Dan Wilde, aux côtés de Danny Huston, Patrick Baladi et Jennifer Ehle. Elle a joué dernièrement dans
Gone de Ringan Ledwidge, avec Shaun Evans et Scott Mechlowicz. Elle tourne ensuite à Toronto
The Echo, réalisé par Yan Laranas, dont elle tient la vedette face à Jesse Bradford.