Emma Watson révèle ses talents précoces de comédienne à l'occasion d'un récital de poésie, la Daisy Pratt Poetry Competition, qu'elle remporte brillamment à l'âge de sept ans avant d'interpréter des spectacles scolaires tels que Arthur : the young years et The Happy prince, alors qu'elle étudie à la Dragon School, école privée d'Oxford.

Elle débute au cinéma en 2001 avec Harry Potter à l'école des sorciers de Chris Columbus dans le rôle de la mutine et studieuse Hermione Granger, meilleure amie du jeune apprenti-sorcier, après que son professeur de théâtre l'ait présentée aux directeurs de casting du film et qu'elle ait été sélectionnée parmi des milliers de candidates. La jeune actrice renouvelle l'expérience l'année suivante dans Harry Potter et la chambre des secrets, et continue d'incarner la jeune élève de Poudlard pour les cinq volets suivants, toujours aux côtés de Daniel Radcliffe et de Rupert Grint.

S'imposant au fur et à mesure des films comme l'un des piliers de la saga Harry Potter, Emma Watson joue également le rôle d'une orpheline qui rêve de devenir actrice dans le téléfilm L' Ecole de tous les talents, en 2007. Elle ajoute une nouvelle corde à son arc en 2009 en prêtant sa voix au film d'animation La Légende de Despereaux, quelques mois avant la sortie d'Harry Potter et le Prince de sang mêlé. C'est en 2011 que prend fin la fameuse saga, avec le dernier opus divisé en deux volets, Harry Potter et les reliques de la mort - partie 1 et partie 2.

Elle quitte donc définitivement le personnage d'Hermione Granger avant de se retrouver aux côtés de Michelle Williams pour les besoins de My Week with Marilyn. Dans Le monde de Charlie (2012), elle incarne Sam, une adolescente assez fêtarde et un peu perdue, aux côtés des très en vogue Ezra Miller et Logan Lerman. Emma endosse ensuite un rôle à contre-emploi dans The Bling Ring, 5ème film de Sofia Coppola, inspiré d'une histoire vraie. La comédienne y interprète Nicki, fascinée par la mode et membre d'un groupe d'adolescents qui cambriole les maisons des célébrités.

Fille adoptive de Russell Crowe dans le blockbuster Noé, mystérieuse victime dans le sombre thriller Regression puis confrontée à une secte dans Colonia, la comédienne campe ensuite le très cinématographique personnage de Belle dans l'adaptation en prises de vues réelles du classique d'animation des studios Disney sorti en 1992.