Carrie-Anne Moss è nata il 21 agosto 1967 a Vancouver, nella Columbia Britannica (Canada). Incoraggiata dalla madre, nel frattempo separatasi dal marito, comincia a recitare molto presto. Nel 1985, si trasferisce a Toronto, dove inizia una carriera di modella che la porterà prima in Giappone e poi in Europa. Mentre sta lavorando in Spagna, la Moss ottiene il ruolo di Tara McDonald nel serial iberica Dark Justice (1991), cui segue qualche anno più avanti l'americano Models Inc.
Dopo la seconda stagione di Dark Justice, Carrie-Anne frequenta l'American Academy of Dramatic Arts di Pasadena, e negli anni successivi appare in altr serial, tra cui 2 poliziotti a Palm Beach e Baywatch, e in qualche film non memorabile, come il poliziesco Flashfire, incendio assassino. Fino a quando i fratelli Andy e Larry Wachowski le offrono il ruolo della sinuosa e letale Trinity in Matrix (1999) che la trasforma per sempre in un'icona dell'immaginario fantascientifico. Per interpretare questo ruolo, Carrie-Anne ha passato sei mesi con un team di Hong Kong - guidato dal famoso coreografo Yuen Woo-Ping - che ha trasformato l'attrice in una macchina volante, e, durante la lavorazione del film, ha studiato con il maestro di kung fu Ma Dai.
Dopo il successo planetario di Matrix, le offerte di lavoro arrivano a pioggia, tanto che nel 2000 l'interprete canadese partecipa a ben quattro produzioni: la commedia I soliti amici , con Burt Reynolds e Richard Dreyfuss; l'intricato thriller Memento di Christopher Nolan; il futuristico Pianeta Rosso, con Val Kilmer e Benjamin Bratt e il romantico Chocolat, di Lasse Hallström, insieme a Juliette Binoche e Johnny Depp.
Dopo i sequel Matrix Reloaded e Matrix Revolutions troviamo Carrie-Anne insieme a Aaron Eckhart sulle stracce di uno psicopatico serial killer (Ben Kingsley) nel thriller Suspect Zero. Ma l'attrice rifiuta di rimanere fossilizzata nello stereotipo dell'eroina d'azione, e sceglie ruoli più complessi e inusuali in opere indipendenti come Kidnapped - Il rapimento e il britannico Snow Cake.
Dopo alcune produzioni minori, come lo zombie movie inglese Fido e la spregiudicata commedia La prima volta di Niky, dove è la madre della disinibita Nikki Reed, l'attrice ottiene di nuovo la ribalta nel 2007 grazie all'apprezzato thriller hitchcockiano Disturbia, nel ruolo della madre della giovane rivelazione Shia LaBeouf.
Segue un ruolo da protagonista nel dramma canadese Normal e un'altra parte intensa in Un segreto tra di noi, assieme a Julia Roberts e Willem Dafoe, e nel romantico Love Hurts. Ma nel 2010 Carrie-Anne torna a indossare i panni dell'agente FBI in Unthinkable, in coppia con Michael Sheen, prima di approdare nell'oscuro mondo videoludico di Silent Hill: Revelation 3D.
2000 Candidatura Miglior rivelazione femminile per Matrix
2001 Candidatura Miglior performance dell'intero cast per Chocolat
2000 Candidatura Miglior attrice per Matrix
2004 Candidatura Miglior attrice per un film drammatico/azione/avventura per Matrix Revolutions
2021 Recitazione
2015 Recitazione
2014 Recitazione
2012 Recitazione
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