Née à Southfield, dans le Michigan, Selma Blair a entrepris une carrière de photographe après ses études secondaires. Installée à New York, elle a ensuite suivi les cours du Conservatoire Stella Adler et du Column Theatre. Repérée par un agent durant ses cours, elle a obtenu un rôle dans une publicité pour le Theater of Virginia.
On l’a découverte au cinéma dans le rôle de Cecile Caldwell dans
Sexe Intentions de Roger Kumble. Elle obtenu pour son interprétation le MTV Movie Award du meilleur baiser de cinéma - avec Sarah Michelle Gellar ! - et a été citée au MTV Movie Award du meilleur jeune espoir. Elle a également remporté le Movieline Magazine Award.
Elle a ensuite joué dans
Kill Me Later de Dana Lustig, dans
La Revanche D'Une Blonde de Robert Luketic et dans
Storytelling de Todd Solondz.
Elle a depuis retrouvé Roger Kumble pour
Allumeuses !. Elle a également tenu l’affiche de
A Dirty Shame de John Waters, avec Tracey Ullman.
En 2006, on la retrouve à l'affiche de
Fog de Rupert Wainwright. En 2004, Elle tourne avec Guillermo Del Toro dans
Hellboy, où elle interprète la très inflammable fiancée du héros. Elle reprend, en 2008, son rôle dans le deuxième volet :
Hellboy 2 : Les Légions D'Or Maudites. La même année, elle tourne aux côtés de Meg Ryan et d'Antonio Banderas pour
Mon Espion Préféré. Elle tient aussi l'un des rôles principaux de la série
Kath & Kim.