En 2003, a la edad de 18 años, Emily Beecham se matriculó en la Academia de Música y Arte Dramático de Londres (LAMDA), de donde se graduó con honores en 2006. En su último año de universidad, Beecham comenzó a aceptar oportunidades de actuación profesional: tuvo sus primeras apariciones en la miniserie Bon Voyage (2006) y en la serie sobrenatural Afterlife (2006). Fue elegida por el director Jan Dunn para el papel principal en su película independiente The Calling (2009), por la que ganó el Premio a la Mejor Actriz en el Festival de Cine Independiente de Londres. Emily es mejor conocida por su papel en la película de los hermanos Coen ¡Salve, César! (2016), por su actuación desde el 2015 en la serie de televisión AMC, Into the Badlands, y por su papel principal en la película Daphne de 2017. En 2019, protagonizó la película Little Joe de la directora austriaca Jessica Hausner, por la cual recibió el premio a la Mejor Actriz en el Festival de Cine de Cannes.