Scarlett Johansson nació en Manhattan, Nueva York. Es hija de Karlsten Johansson, un arquitecto danés y de Melanie Johansson. Sus padres se separaron cuando ella tenía 13 años. Scarlett tiene cuatro hermanos, una chica (Vanessa) y tres chicos (Adrian, Christian y Hunter). Este último es su gemelo, aunque ella es 3 minutos más vieja que él. Su hermana Vanessa también ha sido actriz en un par de películas, en "Manny & Lo", en la que también participaba Scarlett y en "Shifted", rodada en el año 2005.

Desde que era niña se preparó para ser actriz estudiando en el Professional`s Children School de Manhattan y en el prestigioso Lee Strasberg Theatre Institute. Su representación teatral junto a Ethan Hawke en la obra off-Broadway Sophistry logró que los ejecutivos de Hollywood se fijasen en sus dotes como intérprete, debutando brevemente en "Un muchacho llamado Norte" en 1994, que fue dirigida por Rob Reiner y en la que también trabajó Elijah Wood.

Después de varios papeles en personajes secundarios Scarlett conseguiría su primer papel protagonista en "Manny & Lo", en 1996, una road movie de crecimiento personal dirigida por Lisa Krueger y co-protagonizada por Aleksa Palladino por la cual fue nominada como mejor actriz en los Independent Spirit Awards. Su inclusión en el reparto de la película de Robert Redford "El hombre que susurraba a los caballos", en 1998 le supuso de nuevo grandes alabanzas por parte de la crítica estadounidense, que confirmaban a la actriz neoyorquina como una de las grandes promesas interpretativas del cine de Hollywood.

Su explosión, después de títulos como "Ghost World" (2000), "El hombre que nunca estuvo allí" (2001) o "Arac Attack" (2002), se produjo en el año 2003, cuando su talento como intérprete le lleva a obtener dos nominaciones al Globo de Oro como mejor actriz por "Lost in traslation", film dirigido por Sofia Coppola y "La joven de la perla", un drama realizado por Peter Webber que Scarlett co-protagoniza con Colin Firth.

Tras los premios le lloverían las ofertas. Al año siguiente participó en 4 películas, "La puntuación perfecta", "A Good Woman", "Una canción del pasado" y "Algo más que un jefe", donde compartía cartel con Dennis Quaid y Topher Grace entre otros.

En 2005 sería llamada por Woody Allen para protagonizar "Match Point", también protagonizada por Jonathan Rhys Meyers, Brian Cox y Emily Mortimer entre otros. También en el mismo año interpretaría a Jordan 2 Delta en la película "La Isla", dirigida por Michael Bay, y en la que coincidió con actores como Ewan McGregor, Djimon Hounsou, Sean Bean, Steve Buscemi y Michael Clarke Duncan.

Luego vendrían títulos que acentuarían su fama como "Scoop", de nuevo dirigida por Woody Allen, "La Dalia Negra", dirigida por Brian De Palma, "El Prestigio", dirigida por Christopher Nolan, y "Las Hermanas Bolena", donde comparte protagonismo con Natalie Portman.