Ari Graynor est née à Boston, et fut élevée dans une famille de religion juive.
Elle fait ses débuts en tant qu'actrice dans la série
Les Soprano en 2001, puis sur grand écran en 2003 dans
Mystic River.
En 2007,
Ari Graynor joue dans
An American Crime et fait une apparition dans la série
Fringe l'année suivante.
En 2009, on la retrouve à l'affiche de
Bliss le film de Drew Barrymore puis dans
Be Bad ! et
Conviction avec Hilary Swank.
En 2011,
Ari Graynor fait une apparition remarquée dans
Jewish Connection aux côtés de Jesse Eisenberg.