La actiz y productora Emily Erin Deschanel nació el 11 de octubre de 1976 en Los Ángeles, California, EE. UU. Es hija del cineasta Caleb Deschanel y de la actriz Mary Jo Deschanel. Su hermana menor es la actriz y cantautora Zooey Deschanel, famosa por participar en (500) días con ella.

Estudió en Harvard-Westlake y en Crossroads School en Los Angeles, más tarde entró al  Programa de Capacitación de Actores Profesionales de la Universidad de Boston para estudiar la Licenciatura en Bellas Artes especializada en Teatro.

En 1994, debutó en la cinta  It Could Happen to You, después de eso participó en proyectos como Rose Red, Cold Mountain, The Alamo, y Glory Road. Entre sus últimos proyectos están las series de televisión Bones (donde interpreta a la Dra. Temperance Brennanen), BoJack Horseman, Sleepy Hollow y Drunk History, así como los largometrajes La decisión de Anne y la familia parfecta.

En 2010 se casó con, el actor y escritor, David Hornsby con quien tiene dos hijos.