Fille du cinéaste Ron Howard.
Après des études à la prestigieuse Tisch School of the Arts de la New York University et un passage au Stella Adler Conservatory, Bryce Dallas Howard se lance dans une carrière théâtrale et décroche rapidement ses premiers rôles à Broadway et sur d'autres scènes new-yorkaises. Elle s'essaie dans le même temps au cinéma avec un court rôle dans Le Grinch, de son père Ron Howard, ou la comédie dramatique Book of Love.
C'est sur les planches que M. Night Shyamalan découvre Bryce Dallas Howard : sans même lui faire passer d'audition, il lui offre le rôle principal du Village (2004). La même année, l'actrice est approchée par Lars von Trier pour reprendre le rôle de Grace, laissé vacant par Nicole Kidman, dans Manderlay, la suite de Dogville. En 2006, elle retrouve Shyamalan sur le film fantastique La Jeune fille de l'eau, adapté d'un conte pour enfants imaginé par le cinéaste.
En 2007, Bryce Dallas Howard rejoint le tournage de Spider-Man 3, dans lequel elle côtoie une certaine Kirsten Dunst, qu'elle avait remplacée dans Le Village. Après une pause due à la naissance de son premier enfant, la comédienne, habituée des grosses productions, est de retour en 2009 en incarnant Kate Connor dans le très attendu Terminator Renaissance, aux côtés de Christian Bale.