Fille d'un père médecin et d'une mère infirmière, Reese Witherspoon apparaît à l'âge de sept ans dans un spot publicitaire pour un fleuriste local. Parallèlement à ses études, elle travaille comme mannequin et prend des cours de comédie. C'est en 1991 qu'elle fait ses débuts à l'écran en jouant dans un téléfilm de Diane Keaton, intitulé La Petite sauvage, et en interprétant une adolescente amoureuse dans Un été en Louisiane de Robert Mulligan.

Dès lors, Reese Witherspoon est promise à un bel avenir cinématographique : elle triomphe en 1996 dans Freeway, un thriller de Matthew Bright, et remporte le Prix de la meilleure actrice au Festival de Cognac pour sa brillante prestation de Petit chaperon rouge rebelle. L'actrice américaine se montre à l'aise dans de nombreux genres : le film policier (L'Heure magique (1998) de Robert Benton), la fable fantastique (Pleasantville (1998) de Gary Ross), le drame pour ados (Sexe intentions (1999) de Roger Kumble), la comédie satirique (L'Arriviste (1999) d'Alexander Payne, qui lui vaut le Prix de la National Society of Film Critics et une citation au Golden Globe) et le thriller horrifique (American psycho (2000) de Mary Harron).

Jouant de sa fausse candeur, elle aime à incarner des personnages ingénus : une gentille bimbo surdouée dans La Revanche d'une blonde (2001) et sa suite La Blonde contre-attaque (2003) ou encore une jeune créatrice de mode new-yorkaise ne sachant choisir entre deux hommes dans Fashion victime (2002) d'Andy Tennant. Dans un registre plus classique, elle prend pied dans l'Angleterre victorienne pour les besoins de L'Importance d'être constant (2003), une adaptation de l'oeuvre d'Oscar Wilde, et de La Foire aux vanités (2005), où elle tente de progresser au sein de la haute société britannique du XIXe siècle. Reese Witherspoon ajoute une corde à son arc en poussant la chansonnette aux côtés de Joaquin Phoenix, alias Johnny Cash, dans le biopic Walk the line (2006). Sa performance lui vaut l'Oscar de la Meilleure actrice.

Reese Witherspoon revient au thriller en 2008 et incarne ainsi l'épouse d'un Jake Gyllenhaal accusé de terrorisme dans Détention secrète. Elle partage la même année l'affiche de la comédie déjantée Tout... sauf en famille aux côtés de Vince Vaughn, puis s'essaye en 2009 au doublage pour un film d'animation, prêtant sa voix à Génormica dans Monstres contre Aliens. L'actrice est l'objet de tous les désirs dans la comédie romantique de James L. Brooks, Comment savoir en 2011, partagée entre Paul Rudd et Owen Wilson, puis revient la même année au drame historique avec De l'eau pour les éléphants aux côtés de Robert Pattinson.

A l’aise dans tous les domaines, Reese Witherspoon prend une fois de plus part à une comédie romantique, mélangée à de l'action cette fois, en jouant Lauren dans Target (2012). En 2013, la jolie comédienne fait tourner la tête de Matthew McConaughey dans le poisseux Mud, et incarne l'année suivante Cheryl Strayed, une jeune femme qui se lance dans une longue et éprouvante randonnée, dans l'exotique Wild de Jean-Marc Vallée. Très active, l'actrice est également à l'affiche du dernier film de Paul Thomas Anderson, le déjanté Inherent Vice, dans lequel elle incarne le procureur adjoint du district, aux côtés, entre autres, de Joaquin Phoenix, Owen Wilson et Josh Brolin.