La jeune actrice d'origine danoise et polonaise fait ses débuts dans la comédie en 1994, avec l'irrésistible North, aux côtés d'Elijah Wood. Mais sa carrière ne prend réellement son essor qu'en 1998 grâce à son rôle dans l'homme qui murmurait à l'oreille des chevaux, de Robert Redford.
Elle devient très demandée et se retrouve avec le luxe de choisir ses films.
En 2003, elle est acclamée pour Lost in translation de Sofia Coppola, et la jeune fille à la perle. Deux films qui lui vaudront nombre de récompenses et nominations, dont une victoire aux BAFTA pour le film de Sofia Coppola.
Son agenda, déjà conséquent, se retrouve surchargé, et elle se voit refuser des films prestigieux, comme par exemple MI III, les quatre fantastiques, V pour Vendetta, ou bien encore Superman Returns (dans chacun de ces films elle devait pourtant y tenir le premier rôle féminin). A la place elle jouera par exemple pour Michael Bay, avec The island.
L'année 2005 est marquée par sa rencontre avec Woody Allen, qui en fait sa muse tout d'abord en la faisant tourner dans Match point, puis dans Scoop, et enfin dans Vicky Cristina Barcelona.
Elle retrouvera en 2006 son partenaire de Scoop, Hugh Jackman, dans Le prestige, de Christopher Nolan.
 
En parallèle à sa carrière d'actrice, elle se voit proposer de juteux contrats de mannequinat et de publicité, pour des marques telles que Calvin Klein, Louis Vuitton, ou bien encore L'Oréal.
 
En 2007, après avoir été approchée pour une comédie musicale (pour laquelle elle n'aura finalement pas le rôle), elle se découvre un goût pour la musique, et sort un disque de reprises de Tom Waits, intitulé Anywhere I Lay My Head. Il sera suivi en 2009, par un second, nommé Break Up.
 
Scarlett Johansson est aussi connue pour ses aventures amoureuses, en particulier dans le monde du spectacle. Citons Benitio Del Toro (de 17 ans plus âgé qu'elle, ce qui lui a facilité l'imprégnation pour son rôle dans lost in translation), Josh Hartnett, Jared Leto, Ryan Reynolds (Blade Trinity), avec qui elle s'est mariée en 2008 (mariage éclair qui se terminera en 2010), ou bien encore Sean Penn.